JP6606371B2 - 端子接続構造および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は磁石の吸着力を利用して端子を接続する端子接続構造に関する。

従来、電気製品に電力を供給するために、電源コードに設けられたプラグと、電気製品に設けられた端子とを磁力による吸引力で接続する端子接続構造が知られている。

例えば、特許文献１には、このような端子接続構造を有する電源接続装置が開示されている。上記電源接続装置では、電気製品（ボデー）に、間隔をおいて配置された２つの電極ピンと、電極ピンの間に配置された吸着板が設けられる。一方、上記電源接続装置では、電源コードに設けられたマグネットプラグに、上記電極ピンと接触する電源接触ばねと、永久磁石と、永久磁石の磁力を外部に作用させる磁性板とが設けられている。このような構成により、磁性板が永久磁石の磁力により吸着板を吸着することで、電極ピンが、電源接触ばねを押圧して接点圧力を保ちながら、電源接触ばねの接点と接触する。

上記のように２つの電極ピンが離れて配置されている構造では、磁性板が吸着板を吸着した状態によっては、ボデーに対するマグネットプラグの姿勢が正規の状態から傾くことにより、接触不良を生じる虞がある。このような傾きは、電極ピンの間の距離が長くなるほど大きくなりやすい。そこで、上記電源接続装置では、上記のような不都合を解消するために、上記電源接触ばねが接点圧力を保ちながら電極ピンと接触することにより、接触不良を改善している。

実開平１−７３７７７号公報（１９８９年５月１８日公開）

しかしながら、上記従来技術は、電源接触ばねを永久磁石の付近に配置する為に、電源接触ばねが永久磁石によって着磁することで磁力を帯びると、金属粉等の不純物が電源接触ばねまたは接点部に付着することによるショートや接続不良を生じるという問題がある。特に、金属加工工場等の金属粉が飛散しやすい環境下においては、このような問題が生じやすい。

上記の課題を解決するために、本発明に係る端子接続構造は、磁力を発生する第１接続部と、当該第１接続部に吸着して、上記第１接続部と電気的に接続される第２接続部とを備える端子接続構造であって、上記第１接続部は、上記第２接続部と対向する接点部を含む、非磁性または弱磁性を有する導電性材料からなる第１接続体と、上記第１接続体の上記接点部が設けられる側の反対側から、上記接点部の周囲に磁界を発生する磁石とを有し、上記第２接続部は、磁性体かつ導電性材料からなる、上記接点部と接触する第２接続体を有することを特徴とする。

上記の構成によれば、第２接続部の第２接続体が、第１接続部の磁石の磁力によって第１接続部に吸着されて、第１接続部における第１接続体の接点部と接触する。これにより、第１接続部と第２接続部とが電気的に接続される。また、磁石の磁力が、接点部ではなく、その接点部の外側の部分のみに及ぶので、接点部の第２接続体への接触力を高めるとともに、接点部に磁石の磁力を作用させないことで、着磁による接点部への金属粉等の不純物の付着が回避される。

上記端子接続構造において、上記第１接続部は、上記第１接続体および上記磁石を収納する第１筐体と、上記第１接続体と上記第１筐体との間を封止する第１封止部とをさらに有し、上記第２接続部は、上記第２接続体を収納する第２筐体と、上記第２接続体と上記第２筐体との間を封止する第２封止部とをさらに有していてもよい。

上記の構成によれば、第１封止部による封止部分と、第２封止部による封止部分とで水分の侵入が阻止されるので、端子接続構造は防滴防水機能を備えることができる。

上記端子接続構造において、上記第１接続体および上記第２接続体のいずれか一方が電力供給源に接続され、他方が電力供給先に接続されていることを特徴とする端子接続構造であってもよい。

上記の構成によれば、電力供給源と電力供給先との間で端子接続構造を介して電力を授受することができる。これにより、本発明は、タブレット等の電子機器と、充電器や拡張機器とを接続するコンタクト構造に適用でき、タブレット等の電源にもなりうる。

本発明に係る電子機器は、端子接続構造における上記第１接続部または上記第２接続部を備えていることを特徴とする。

上記の構成によれば、着磁による接点部への金属粉等の不純物の付着が回避されることから、このような不純物が飛散する環境下で使用する電子機器に本発明の端子接続構造を適用することができる。

本発明は、着磁による接点部への金属粉等の不純物の付着が回避されることにより、ショートや接続不良を防止する効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る端子接続構造における第１接続部および第２接続部の離れた状態の断面図である。 上記第１接続部の平面図である。 上記第１接続部および第２接続部の接続した状態の断面図である。 本発明の実施形態２の一構成に係る図であって、（ａ）は充電器を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す充電器にタブレットをセットした状態を示す斜視図である。 本発明の実施形態２の他の構成に係る図であって、タブレットを充電器にセットする状態を示す斜視図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、図１〜図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

＜端子接続構造の概略構成＞
図１は、本発明の実施形態１に係る端子接続構造の概略構成の一例を示す断面図である。図２は、第１接続部の概略構成の一例を示す平面図である。

図１には、本発明の端子接続構造が２つ並んだ構成が示されている。ここで、図１は、図２のＡ−Ａ線における矢視断面を示している。

上記端子接続構造は、図１に示されるように、磁力を発生する第１接続部１と、第１接続部１に吸着して第１接続部１と電気的に接続される第２接続部２とを備えており、例えば、携帯型の電子機器と充電器とを接続する部分に利用できる。第１接続部１が電子機器に設けられ、第２接続部２が充電器に用いられてもよいが、第２接続部２が電子機器に設けられ、第１接続部１が充電器に用いられてもよい。

図２にも示すように、第１接続部１は、ケース１１（第１筐体）、コネクト部１２（第１接続体）と、リード線１３と、シール部１４（第１封止部）と、磁石１５とを、備えている。

ケース１１は、コネクト部１２、リード線１３、シール部１４、磁石１５を収納する部材であり、材料として樹脂が使用される。上記ケース１１における第２接続部２と接続される側の内面には、コネクト部１２、リード線１３、シール部１４、磁石１５が配置されている。また、ケース１１には、コネクト部１２が第２接続部２と接続するための接続穴１１ａが所定の間隔をおいて２つ形成されている。接続穴１１ａは円形をなしているが、その形状は円形には限定されない。

コネクト部１２は、第２接続部２との電気的な接続を担っている電極部材である。コネクト部１２は、非磁性または弱磁性を有する導電性材料によって形成されている。コネクト部１２を形成する材料としては、例えばリン青銅が用いられる。あるいは、コネクト部１２は、樹脂板の表面に導電性の皮膜（例えばメッキ）が形成されたものであってもよい。

コネクト部１２は、本体部１２ａと、接点部１２ｂと、端子部１２ｃとを有している。本体部１２ａは、平板状に形成されており、ケース１１の内面に、接続穴１１ａを塞ぐように配置されている。接点部１２ｂは、後述する第２接続部２のコネクト部２２に接触する電極部分であり、接続穴１１ａ側に突出するように突起状に設けられている。接点部１２ｂは、半球状に形成されているが、その形状は半球状には限定されない。端子部１２ｃは、本体部１２ａに対して折れ曲がるように形成され、リード線１３と繋がっている。

リード線１３は、上記コネクト部１２に接続されることにより、コネクト部１２と電力供給源または電力供給先との間で電力の受け渡しを行うための電力供給線となる。

シール部１４は、ケース１１の内部の防滴および防水を図るために設けられ、コネクト部１２における接点部１２ｂが設けられた面と、ケース１１の外面における接続穴１１ａの周縁部分との間を封止するように配置されている。シール部１４は、ケース１１とコネクト部１２との密着性を高めるように、両面テープやボンドといった封止材料で形成されている。

磁石１５は、第２接続部２に対して磁力を発生するために設けられる。磁石１５は、コネクト部１２の本体部１２ａにおけるケース１１の内部側の面、すなわち接点部１２ｂが突出する側の面と反対側の面に配置されている。磁石１５は、図１に示すように環状に形成されているが、それに限らず、図示はしないが環状以外の形状、例えば、直線状、矩形状、半環状などの形成に形成されていてもよい。また、磁石１５は、接点部１２ｂの周囲に磁界を発生するように配置されている。磁石１５は、環状に形成される場合も、環状に形成されていない場合も、接点部１２ｂの周囲に接点部１２ｂと間隔をおいて配置されている。すなわち、磁石１５は、接点部１２ｂの背後と、その背後を取り囲む一定の範囲には配置されていない。

なお、磁石１５は、第２接続部２の後述するコネクト部２２を安定して吸着することができれば、接点部１２ｂの周囲の全体に配置されていなくてもよい。例えば、磁石１５は、接点部１２ｂの周囲に、少なくとも接点部１２ｂを間において対向する２箇所に配置されていてもよい。また、磁石１５は、接点部１２ｂの周囲において多角形の頂点を形成する位置に配置されていてもよい。

第２接続部２は、ケース２１（第２筐体）、コネクト部２２（第２接続体）と、リード線２３と、シール部２４（第２封止部）とを備えている。

ケース２１は、コネクト部２２、リード線２３、シール部２４を収納する部材であり、材料として樹脂が使用される。上記ケース２１における第１接続部１と接続される側の内面には、コネクト部２２、リード線２３、シール部２４が配置されている。また、ケース２１には、コネクト部２２が第１接続部１の接続穴１１ａに嵌まり込む開口凸部２１ａが所定の間隔をおいて２つ形成されている。開口凸部２１ａは、ケース２１から突出するように接続穴１１ａに嵌まり込む形状に形成されており、その頂部にケース２１を貫通する開口を有する。

コネクト部２２は、第１接続部１との電気的な接続を担っている電極部材である。コネクト部２２は、磁性体の導電性材料によって形成されている。コネクト部２２を形成する材料としては、金属が用いられる。

コネクト部２２は、露出部２２ａと、周辺部２２ｂとを有している。露出部２２ａは、平板状に形成されており、その表面が開口凸部２１ａの開口を塞いでケース２１から露出するように配置されている。周辺部２２ｂは露出部２２ａに対して折れ曲がるように露出部２２ａの周辺に形成され、開口凸部２１ａの内面からケース２１の平坦部分の内面に至る部分の形状に沿うような形状に形成されている。また、周辺部２２ｂの一部がリード線２３と繋がっている。

リード線２３は、上記コネクト部２２に接続されることにより、コネクト部２２と電力供給源または電力供給先との間で電力の受け渡しを行うための電力供給線となる。

シール部２４は、ケース２１の内部の防滴および防水を図るために設けられ、コネクト部２２における周辺部２２ｂの平坦部分と、当該平坦部分に対向するケース２１の平坦部分との間を封止するように配置されている。シール部２４は、ケース２１とコネクト部２２との密着性を高めるように、両面テープやボンドといった封止材料で形成されている。

＜第１接続部１と第２接続部２との接続＞
図３は第１接続部および第２接続部の接続した状態の概略構成の一例を示す断面図である。

上記のように構成される第１接続部１と第２接続部２との接続は以下のように行われる。

第１接続部１のケース１１の接続穴１１ａに、第２接続部２の開口凸部２１ａを近づけると、コネクト部２２が磁石１５の磁力により吸い寄せられる。これにより、図３に示すように、ケース２１の開口凸部２１ａがケース１１の接続穴１１ａに嵌まり込むことになる。この状態では、コネクト部１２の接点部１２ｂとコネクト部２２の露出部２２ａとが接触している。このように、コネクト部１２とコネクト部２２とが接触して導通することにより、第１接続部１と第２接続部２との間で電力の授受が可能となる。

また、接点部１２ｂの背後には磁石１５が配置されていないため、磁石１５の磁力は、接点部１２ｂには作用せずに接点部１２ｂの周囲に作用している。これにより、ショートや接続不良の原因となる金属粉などの不純物が接点部１２ｂに吸着することを防ぐことができる。また、コネクト部１２における接点部１２ｂの周囲に磁力により吸着した不純物は、拭き取ることで容易に除去することができる。

更に、従来の端子接続構造のように、接点圧力を確保するために、ばねを用いる必要がないため構成が簡素になる。これにより、端子接続構造を実装する電子機器のコストが低減される。また、ばねを内包するためのスペースがなくなるため、本発明の端子接続構造はコンパクトになり意匠性も向上する。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図４および図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本実施形態において、実施形態１における部材と同等の機能を有する部材については、同一の名称を付与して、その説明を省略する。

まず、本実施形態の第１の構成について説明する。図４は、本発明の実施形態２に係る図であって、（ａ）は充電器を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す充電器にタブレットをセットした状態を示す斜視図である。

充電器１００は、図４の（ｂ）に示されるタブレット１１０（電子機器）を充電するための機器であり、図４の（ａ）に示されるように、本体部１０１と、第１接続部１とを備えている。

本体部１０１は、Ｌ字型をなしており、支持部１０１ａと、当該支持部１０１ａの一端から支持部１０１ａに対して垂直に直立する直立部１０１ｂとを有している。直立部１０１ｂにおける支持部１０１ａと同一面を形成する側を前面とする。また、本体部１０１は、図示しない充電回路を内蔵している。直立部１０１ｂの上端面には、長方形の開口を有する穴１０１ｃが設けられている。

第１接続部１は、本体部１０１の前面に配された平板状の部分であり、下端付近に間隔をおいて２つの長円形の接続穴１１ａが配されている。それぞれの接続穴１１ａの中心には、接点部１２ｂが設けられている。

図４の（ｂ）に示されるように、タブレット１１０の背面側には、２つの露出部２２ａを含む第２接続部２が設けられている。露出部２２ａは、長円形をなしており、２つの接続穴１１ａの配置間隔と同じ間隔をおいて配されている。タブレット１１０が充電器１００にセットされた状態では、タブレット１１０の一方の側部に設けられた突起（図示せず）が本体部１０１の穴１０１ｃに嵌め込まれることにより、タブレット１１０が充電器１００に保持される。また、この状態では、タブレット１１０の露出部２２ａが、充電器１００の２つの接続穴１１ａにそれぞれ嵌まり込むことで、接点部１２ｂと接触する。

これにより、タブレット１１０の第２接続部２が充電器１００の第１接続部１に接続されると、充電器１００の第１接続部１からタブレット１１０の第２接続部２を介してタブレット１１０に電力が供給され、充電だけではなくタブレットの電源供給もできる。また、電力供給後も、第２接続部２は、磁力による吸着により第１接続部１に接続しているため、コネクタによる接続と比べて取り外しが容易であり操作性が高い。

続いて、本実施形態の第２の構成について説明する。図５は、タブレットを充電器にセットする状態を示す斜視図である。

充電器２００は、タブレット２１０（電子機器）を充電するための機器であり、本体部２０１と、第１接続部１とを備えている。

本体部２０１は、支持部２０１ａと、当該支持部２０１ａの上端面から支持部２０１ａに対して垂直に直立する直立部２０１ｂとを有している。支持部２０１の前面付近には、当該前面に沿って両側端まで形成された溝２０１ｃが設けられている。溝２０１ｃは、タブレット２１０が配置されるように直線状に形成されている。また、直立部２０１ｂは、支持部２０１ａの上端面におけるほぼ中央部分に、溝２０１ｃから連続するように立ち上がっている。

第１接続部１は、溝２０１ｃの両端の中間の位置に配置されている。第１接続部１におけるケース１１の上端面には、所定の間隔をおいて２つの接続穴１１ａが形成されており、それぞれの接続穴１１ａの中心に接点部１２ｂが設けられている。接続穴１１ａは、タブレット２１０の側部に設けられた第２接続部２の開口凸部２１ａ（図５では図示せず）に嵌まり込む形状および大きさに形成されている。

タブレット２１０が図５において二点鎖線に示すように充電器２００にセットされた状態では、タブレット２１０の側部が溝２０１ｃに配置され、タブレット２１０の背面が直立部２０１ｂに支持される。また、タブレット２１０の第２接続部２が充電器２００の第１接続部１に接続される。これにより、充電器２００の第１接続部１からタブレット２１０の第２接続部２を介してタブレット２１０に電力が供給される。また、電力供給後も、第２接続部２は、磁力による吸着により第１接続部１に接続しているため、コネクタによる接続と比べて取り外しが容易であり操作性が高い。

本実施形態のタブレット１１０，２１０が実施形態１の端子接続構造における第２接続部２を備えることにより、着磁による接点部１２ｂへの金属粉等の不純物の付着が回避される。つまり、不純物が飛散する環境下で使用する電子機器に本発明の端子接続構造を適用することができる。

なお、本実施形態では、第１接続部１（コネクト部１２）が充電器１００，２００に接続され、第２接続部（コネクト部２２）がタブレット１１０，２１０の電力供給先に接続される例について説明したが、これには限定されない。すなわち、コネクト部１２およびコネクト部２２のいずれか一方が充電器１００，２００（電力供給源）に接続され、他方が電力供給先に接続されていればよい。

また、本実施形態では、電子機器としてタブレット１１０，２１０を例に挙げて説明したが、電子機器はタブレット１１０，２１０に限定されない。また、本実施形態では、実施形態１の端子接続構造を電力供給のために利用した例について説明したが、これに限らず、上記端子接続構造を電力供給以外のデータの授受などに利用することも可能である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 第１接続部
２ 第２接続部
１１ ケース（第１筐体）
１１ａ 接続穴
１２ コネクト部（第１接続体）
１２ａ 本体部
１２ｂ 接点部
１２ｃ 端子部
１３ リード線
１４ シール部（第１封止部）
１５ 磁石
２１ ケース（第２筐体）
２１ａ 開口凸部
２２ コネクト部（第２接続体）
２２ａ 露出部
２２ｂ 周辺部
２３ リード線
２４ シール部（第２封止部）
１１０ タブレット（電子機器）
２１０ タブレット（電子機器）

Claims (4)

1. 磁力を発生する第１接続部と、当該第１接続部に吸着して、上記第１接続部と電気的に接続される第２接続部とを備える端子接続構造であって、
   上記第１接続部は、
   上記第２接続部と対向する突起状に形成された接点部を含む、非磁性または弱磁性を有する導電性材料からなる第１接続体と、
   上記第１接続体の上記接点部が設けられる側の反対側から、上記接点部の周囲に磁界を発生する磁石と、
   上記第１接続体の上記接点部を含む部分を露出させる穴が形成され、上記第１接続体および上記磁石を収納する第１筐体とを有し、
   上記第２接続部は、
   磁性体かつ導電性材料からなる、上記接点部と接触する第２接続体と、
   上記穴に嵌まり込む開口凸部を含む、上記第２接続体を収納する第２筐体とを有し、
   上記第２接続体は、上記開口凸部の開口に露出する平板状に形成された露出部を含み、
   上記接点部には磁力による吸引力が生じないことを特徴とする端子接続構造。
2. 上記第１接続部は、
   上記第１接続体および上記磁石を収納する第１筐体と、
   上記第１接続体と上記第１筐体との間を封止する第１封止部とをさらに有し、
   上記第２接続部は、
   上記第２接続体を収納する第２筐体と、
   上記第２接続体と上記第２筐体との間を封止する第２封止部とをさらに有していることを特徴とする請求項１に記載の端子接続構造。
3. 上記第１接続体および上記第２接続体のいずれか一方が電力供給源に接続され、他方が電力供給先に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の端子接続構造。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の端子接続構造における上記第１接続部または上記第２接続部を備えていることを特徴とする電子機器。

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