JP6764370B2 - コネクタ - Google Patents

Description

本開示はコネクタに関する。

ペン型電子機器としては、ペンライト、レーザーポインタ、ペン型録音機、ペン型脱磁器、ペン型硬さ試験機、ペン型加湿器、及び電子ペン等、種々のものが知られている。これらの中には、内蔵するバッテリーの充電及びコンピュータ装置との通信等を行うためにコネクタを備えるものがある。

例えば、特許文献１では、キャップに設けたメス側のＵＳＢコネクタに、相手コネクタとなるオス側のＵＳＢコネクタを接続して、バッテリーの充電を行う電子ペンが提案されている。このようなＵＳＢコネクタが設けられる部材は、通常樹脂製であり、樹脂の硬化物にＵＳＢコネクタを埋設することによってＵＳＢコネクタを搭載している。

特開２００６−２６０３４５号公報

ペン型電子機器は、機能及びデザインの都合上、細長形状であることが求められる。ここで、利便性向上のためにペン型電子機器の本体にコネクタを設ける場合、機械的強度を維持するためにコネクタの搭載部分を肉厚にする必要性が生じる。その結果、本来必要とされる細長形状を維持することが難しくなる傾向にある。このような傾向は、特に高速充電化等に伴い相手コネクタが大きくなるとより顕著に現れることとなる。このような事情から、細長形状のペン型電子機器にコネクタを設けても機械的強度を維持できる技術を実現することが望まれる。

そこで、本発明は、ペン型電子機器の機械的強度を維持しつつ外径を小さくすることが可能なコネクタを提供することを目的とする。

本発明は、一つの側面において、板状導体、導電コンタクト、及び、これらを互いに絶縁状態に保持するハウジングを有するコネクタ本体と、ペン型電子機器の外装をなし、相手コネクタが挿入可能に構成される貫通孔を有する金属製の筐体と、を備え、導電コンタクトはペン型電子機器において板状導体とは異なる電気回路の一部を構成し、コネクタ本体における、相手コネクタと電気的に接続される先端部が貫通孔の内部に配置されるように、板状導体の端部が貫通孔を形成する筐体の内壁に固定される、コネクタを提供する。

上述のコネクタは、金属製の筐体を備える。金属製の筐体は、樹脂製の筐体よりも高い機械的強度を有する。この金属製の筐体は、相手コネクタが挿入可能に構成される貫通孔を有し、この貫通孔には、コネクタ本体の先端部が配置されている。このため、相手コネクタとコネクタ本体とを電気的に接続することによって、ペン型電子機器の機能を発揮することができる。このような金属製の筐体がペン型電子機器の外装となるようにコネクタを配置すれば、ペン型電子機器は、機械的強度を損なうことなくその外径を小さくすることができる。

また、板状導体の端部が貫通孔を形成する金属製の筐体の内壁に固定されていることから、筐体をグランド（アース）回路の一部として機能させることもできる。このため、静電気の発生を抑制してペン型電子機器に内蔵されている基板の内部回路を保護し、ペン型電子機器の信頼性を向上することができる。

板状導体は、その端部を貫通孔の上記内壁に向けて付勢する弾性部を備えていてもよい。これによって、金属部材同士であっても、板状導体が貫通孔を形成する筐体の内壁に良好に固定されることとなり、コネクタの信頼性を向上することができる。

上記内壁には、板状導体の端部と係合可能な段差部が形成されていてもよい。そして、板状導体の端部は、この段差部に当接して内壁に固定されていてもよい。これによって、板状導体がより一層強固に貫通孔を形成する筐体の内壁に固定されることとなり、コネクタの信頼性をさらに向上することができる。

金属製の筐体は、相手コネクタをコネクタ本体の先端部に接続したときに、相手コネクタの先端が当接する当接面を有していてもよい。このような当接面を有していれば、相手コネクタをコネクタに接続したときに相手コネクタは金属製の筐体と当接することになる。これにより、相手コネクタを接続する際の過度な挿入力によるコネクタ本体の破損が抑制され、コネクタの接続信頼性を向上することができる。

コネクタ本体の導電コンタクトは板状導体の表面と裏面に沿って配置されていてもよい。この場合、板状導体は、表面と裏面に沿って配置される導電コンタクト間の信号の干渉、所謂、クロストークを抑制することができる。コネクタ本体をこのような構成とすることによって、例えばＵＳＢ Ｔｙｐｅ Ｃのような汎用性の高いコネクタに適用することもできる。ただし、コネクタの種類はこれに限定されるものではない。

導電コンタクトは、コネクタ本体の先端部及び後端部においてハウジングから露出するように延在し、コネクタ本体の後端部にペン型電子機器に内蔵される基板と電気的に接続される接続部を有していてもよい。このようなコネクタであれば、基板との接続作業が簡素化され、ペン型電子機器の製造効率を向上することができる。

上述のコネクタは、コネクタ本体の後端部に、コネクタ本体と基板の相対的な位置を決める位置決め部を有してもよい。コネクタ本体を平面視したときに、位置決め部は、少なくとも一つの導電コンタクトよりも、コネクタ本体の先端部から後端部に向かう方向に沿って延びるコネクタ本体の中心線側に配置されてもよい。このような位置決め部を有することによって、全ての導電コンタクトよりも中心線から離れた位置に位置決め部を設ける場合に比べて、コネクタ本体を小さくすることができる。したがって、ペン型電子機器の外径を十分に小さくすることができる。また、基板の位置決めを円滑に行うことができる。

上記位置決め部は、導電コンタクト及び板状導体よりもコネクタ本体の先端部から後端部に向かう方向に突出する突起を有していてもよい。これによって、基板をコネクタ本体に接続する際に、位置決め部が、導電コンタクト及び板状導体よりも先に基板と接触することとなる。したがって、導電コンタクト及び板状導体の変形等を抑制することができる。

上述のコネクタは、上記コネクタ本体の後端部に接続される基板をさらに備えていてもよい。この場合、当該基板の端子は、導電コンタクトと電気的に接続され、当該基板はペン型電子機器に内蔵される。このようなコネクタは、基板と一体構造になっていることから、コネクタが設けられるペン型電子機器の製造方法を簡素化することができる。

ペン型電子機器の機械的強度を維持しつつ外径を小さくすることが可能なコネクタが提供される。

一実施形態のコネクタの斜視図である。 一実施形態のコネクタに備えられるコネクタ本体を正面側から見た斜視図である。 一実施形態のコネクタに備えられるコネクタ本体を背面側から見た斜視図である。 一実施形態のコネクタに備えられるコネクタ本体の平面図である。 一実施形態のコネクタに備えられるコネクタ本体の正面図である。 図５におけるコネクタ本体のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図５におけるコネクタ本体のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 一実施形態のコネクタに備えられる筐体を背面側から見た斜視図である。 一実施形態のコネクタにおいて、筐体に固定されているコネクタ本体を示す図である。 一実施形態のコネクタの正面図である。 一実施形態のコネクタの背面図である。 図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。 図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 一実施形態のコネクタに基板を取り付ける工程を示す図である。 別の実施形態のコネクタの斜視図である。 ペン型電子機器の構造を示す図である。 図１７のペン型電子機器の上端部における接続構造を示す図である。 ペン型電子機器に備えられるコネクタと、相手コネクタとの接続を説明する図である。

以下、場合により図面を参照して実施形態を説明する。ただし、以下の実施形態は例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用い、場合により重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、各要素の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

本発明のコネクタは、幾つかの実施形態において、コネクタ本体と金属製の筐体とを備える。コネクタ本体は、板状導体、導電性のコンタクト（以下、導電コンタクトと称す）、及び、これらを互いに絶縁状態に保持するハウジングを備えるコネクタ本体を備える。筐体は、相手コネクタが挿入可能に構成される貫通孔を有する。相手コネクタと電気的に接続されるコネクタ本体の先端部が貫通孔の内部に配置されるように、板状導体の端部は貫通孔を形成する筐体の内壁に固定される。筐体は、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、スズ、及びコバルトから選ばれる少なくとも一つを含む金属であってもよいし、これらの金属を含む合金であってもよい。例えば、ステンレス等の合金鋼であってもよい。

金属製の筐体は、ペン型電子機器の外装をなす。すなわち、コネクタは、ペン型電子機器に用いられる。ペン型電子機器としては、ペンライト、レーザーポインタ、ペン型録音機、ペン型脱磁器、ペン型硬さ試験機、ペン型加湿器、及び電子ペン等が例示できる。ただし、ペン型電子機器は、上述のものに限定されない。コネクタは、金属製の筐体を備えることから、樹脂製のものよりも優れた機械的強度を有する。したがって、機械的強度を損なうことなくその外径を小さくすることができる。このため、コネクタは、上記以外の略ペン型形状を種々の電子機器に用いることができる。

導電コンタクト及び板状導体は、例えば銅合金等の導体で構成される。導電コンタクトは、コネクタ本体の先端部と後端部の間に延在し、コネクタをペン型電子機器に取り付けたときに、例えば、信号伝送用、電源用又はグランド用の導電コンタクトとして機能する。このように、導電コンタクトは、ペン型電子機器において板状導体とは異なる電気回路の一部を構成する。一方、板状導体は、ペン型電子機器において、例えばグランド回路の一部を構成する。板状導体は、その主要部が板状であればよく、板状の主要部から延びる部材（例えば舌状部）を有していてもよい。ハウジングは、例えば絶縁性の樹脂硬化物で構成される。

コネクタは相手コネクタと接続される場合、所謂メス側コネクタ（リセプタクルコネクタ）となってオス側コネクタ（プラグコネクタ）である相手コネクタと連結される。コネクタの型式は特に限定されず、幾つかの実施形態において、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）のＴｙｐｅ−Ｃ規格に準拠しているリセプタクルコネクタであってもよい。

図１は、一実施形態に係るコネクタ１００の斜視図である。コネクタ１００は、相手コネクタが挿入される貫通孔５１を有する金属製の筐体５０と、貫通孔５１の内部に先端部４２が配置されるように貫通孔５１を形成する筐体５０の内壁５２に固定されるコネクタ本体４０と、を備える。筐体５０（シェル５０）は、略円柱状の外形を有する本体部５０Ａと、コネクタ１００をペン型電子機器のペン本体部に取り付けるための連結部５０Ｂと、を有する。本開示では、図１に示すコネクタ本体４０の先端部４２を、連結部５０Ｂが後方となるように正面から見て、本体部５０Ａの連結部５０Ｂよりも手前となる表面５０ａ側をコネクタ１００の正面側とし、連結部側をコネクタ１００の背面側として説明する。

図２は、コネクタ本体４０を正面側から見た斜視図である。コネクタ本体４０は、ハウジング２０にその本体部が埋設される板状導体１０と、導電コンタクト３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ，３５Ａ（以下、纏めて「３１Ａ〜３５Ａ」という。）と、板状導体１０及び導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａを互いに絶縁状態に保持するハウジング２０を備える。導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａは、コネクタ１００をペン型電子機器に取り付けたときに、例えば、信号伝送用、電源用又はグランド用の導電コンタクトとして機能する。

導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａは、コネクタ１００が相手コネクタと接続されたときに相手コネクタに備えられる導電コンタクトと接触可能なように、コネクタ本体４０の先端部４２において露出している。また、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａは、コネクタ本体４０の背面側に配置された後端部４４に取り付けられる基板７０（図１５及び図１６参照）に備えられる端子と接触可能なように、コネクタ本体４０の後端部４４において露出している。このように導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａは、先端部４２と後端部４４の間に延在する。導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａの中央部は、ハウジング２０を構成する樹脂硬化物に埋設されることによって、筐体５０とも絶縁状態に保持されている。

ハウジング２０は、図２において上方に突出する凸部２４を有する。凸部２４は、コネクタ本体４０を筐体５０に固定する際に、筐体５０の貫通孔５１内に形成される凹部５５（図８参照）に当接して貫通孔５１へのコネクタ本体４０の挿入深さを規制する。このように、凸部２４は、板状導体１０の端部１２とともに筐体５０に対するコネクタ本体４０の固定部として機能する。ただし、凸部２４を備えることは必須ではなく、コネクタ本体４０の両端における一対の端部１２のみが筐体５０に対するコネクタ本体４０の固定部として機能してもよい。

図３は、コネクタ本体４０を背面側から見た斜視図である。上述の図２には、コネクタ本体４０の表面が示されているのに対し、図３には、コネクタ本体４０の裏面が示されている。図３に示すように、コネクタ本体４０の裏面においても、表面に設けられる導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａと同様に、導電コンタクト３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂ（以下、纏めて「３１Ｂ〜３５Ｂ」という。）が先端部４２と後端部４４の間に延在している。図２に示す導電コンタクト３１Ａ，３２Ａ，３４Ａ，３５Ａと、図３に示す導電コンタクト３１Ｂ，３２Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂは、図５に示すように、板状導体１０を介して、それぞれ対向配置されている。

導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａと導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂは、図６に示すように、後端部４４において湾曲している。具体的には、互いに対向配置される導電コンタクトの間隔が、コネクタ本体４０の先端部４２よりも後端部４４の方が大きくなるように湾曲している。後端部４４において、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａと導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂの間に、基板が取り付けられる。なお、各導電コンタクトの形状はこれに限定されず、対向配置される導電コンタクト同士の間隔は、一定であってもよいし、コネクタ本体４０の先端部４２よりも後端部４４の方において小さくなっていてもよい。

図２及び図３に示されるように、板状導体１０の端部１２は、コネクタ本体４０の両側部においてハウジング２０からそれぞれ露出している。また、板状導体１０の側縁部１１は、コネクタ本体４０の先端部４２、及び先端部４２から連なる正面側の端部４６において露出している。さらに、板状導体１０は、コネクタ本体４０の後端部４４において露出する舌状部１４，１６を有する。板状導体１０のその他の部分は、ハウジング２０内に埋設されている。

板状導体１０の舌状部１４は、図１１に示すように、後端部４４において導電コンタクト３３Ｂとほぼ対向するようにして、導電コンタクト３２Ａと導電コンタクト３３Ａとの間に設けられる。板状導体１０の舌状部１６は、後端部４４において導電コンタクト３３Ａとほぼ対向するようにして、導電コンタクト３３Ｂと導電コンタクト３４Ｂとの間に設けられる。舌状部１４，１６は、基板の表面と裏面に設けられる端子とそれぞれ接触して、例えばグランド回路の一部として機能する。

ハウジング２０は、図３に示すように、後端部４４において、導電コンタクト３４Ａ，３４Ｂと、導電コンタクト３５Ａ，３５Ｂとの間を区画するように先端部４２から後端部４４に向かう方向に突出する突起２１を有する位置決め部２２Ａを備える。位置決め部２２Ａは、導電コンタクト３４Ａ（３４Ｂ）と導電コンタクト３５Ａ（３５Ｂ）間のショート（短絡）の発生等も十分に抑制することができる。

ハウジング２０は、導電コンタクト３１Ａ，３１Ｂと、導電コンタクト３２Ａ，３２Ｂとの間を区画するように、先端部４２から後端部４４に向かう方向に突出する突起２１を有する位置決め部２２Ｂを備える。位置決め部２２Ｂは、導電コンタクト３１Ａ（３１Ｂ）と導電コンタクト３２Ａ（３２Ｂ）間のショート（短絡）の発生等も十分に抑制することができる。

位置決め部２２Ａ，２２Ｂは、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ、及び、３１Ｂ〜３５Ｂのうちコネクタ本体４０の最も側部側（外側）に配置される一対の導電コンタクト３１Ａ（３１Ｂ）及び３５Ａ（３５Ｂ）よりも中央寄り（内側）に設けられている。このため、位置決め部を一対の導電コンタクト３１Ａ（３１Ｂ）及び３５Ａ（３５Ｂ）よりも側部側（外側）に設ける場合に比べて、コネクタ本体４０及びコネクタ１００を小さくすることができる。したがって、コネクタ１００は、外径を小さくすることが求められるペン型電子機器用のコネクタとして一層好適に用いることができる。

位置決め部２２Ａ，２２Ｂは、図３に示すように、突起２１に加えて、突起２１における、突起２１同士の対向面とは反対側の面に、基板に係合する溝部２３を有する。突起２１は、溝部２３を有することによって、基板の位置決めの精度を一層高くすることができる。なお、別の幾つかの実施形態では、突起２１は、突起２１同士の対向面に溝部２３を有していてもよいし、突起２１同士が対向する面とその反対側の面の両方に溝部２３を有していてもよい。

ハウジング２０は、図３に示すように、裏面においても上方に突出する凸部２４を有する。このように、ハウジング２０は、コネクタ本体４０の表面と裏面において対称的な形状を有している。ただし、ハウジング２０の形状は、表面と裏面において対称的な形状のものに限定されない。例えば、コネクタ本体４０の表面及び裏面の一方の面のみにおいて凸部２４が形成されていてもよい。

図４は、コネクタ本体４０の平面図である。すなわち、図４は、コネクタ本体４０の裏側（図３における上面）を平面視したときの図である。図４に示されるように、導電コンタクト３１Ｂ，３５Ｂは、位置決め部２２Ａ，２２Ｂよりも、コネクタ本体４０の中心線ＣＬから離れて設けられている。すなわち、位置決め部２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ、導電コンタクト３１Ｂ，３５Ｂよりもコネクタ本体４０の中心線ＣＬ側に設けられている。ここで、中心線ＣＬは、先端部４２から後端部４４に向かう方向に沿って延びる直線である。中心線ＣＬは、相手コネクタを挿入する方向に沿って延びる直線ともいえる。中心線ＣＬは、導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂ（３１Ａ〜３５Ａ）の長手方向（延在方向）に平行に延びている。

図４を参照して、位置決め部２２Ａ，２２Ｂと、導電コンタクト３１Ｂ，３５Ｂの位置関係を説明したが、コネクタ本体４０の表側においても、位置決め部２２Ａ，２２Ｂ及び導電コンタクト３１Ａ，３５Ａは、位置決め部２２Ａ，２２Ｂ及び導電コンタクト３１Ｂ，３５Ｂと同様の位置関係にある。本実施形態では、ハウジング２０は、２つの位置決め部２２Ａ，２２Ｂを有しているがこれに限定されない。例えば、コネクタ本体４０は、後端部４４の中央付近に、中心線ＣＬと重なるように配置される一つの位置決め部を有していてもよい。または、導電コンタクト３１Ａ（３１Ｂ）と導電コンタクト３５Ｂ（３５Ｂ）との間に、３つ以上の位置決め部を有していてもよい。なお、別の実施形態では、導電コンタクト３１Ａ（３１Ｂ）及び導電コンタクト３５Ｂ（３５Ｂ）よりも、中心線ＣＬから離れた位置に別の位置決め部をさらに有していてもよい。ただし、コネクタ１００を小型化する観点から、このような別の位置決め部を有しないことが好ましい。

図５は、コネクタ本体４０の正面図である。すなわち、図５は、コネクタ本体４０を先端部４２から後端部４４に向けて見たときの図である。図５の上方がコネクタ本体４０の表面に相当し、図５の下方がコネクタ本体４０の裏面に相当する。板状導体１０の側縁部１１はコネクタ本体４０の先端部４２及び正面側の端部において露出し、端部１２は、コネクタ本体４０の両側部においてハウジング２０から側方へ突出するように露出している。

図６は、図５におけるコネクタ本体４０のＶＩ−ＶＩ線断面図である。板状導体１０は、ハウジング２０における導電コンタクト３４Ａと導電コンタクト３４Ｂの対向方向において、ほぼ中央部に埋設されている。板状導体１０と導電コンタクト３４Ａ，３４Ｂは、ハウジング２０を形成する樹脂硬化物によって隔てられている。他の導電コンタクトも、ハウジング２０を形成する樹脂硬化物によって板状導体１０と隔てられている。導電コンタクト３４Ａ，３４Ｂは、ハウジング２０に埋設される板状導体１０を基準として上下対称に形成されている。板状導体１０の表面１０Ａに沿って導電コンタクト３４Ａが配置され、裏面１０Ｂに沿って導電コンタクト３４Ｂが配置されている。他の導電コンタクトも、同様に、板状導体１０の表面１０Ａ及び裏面１０Ｂに沿って配置されている。板状導体１０によって、表面１０Ａと裏面１０Ｂに沿って配置される導電コンタクト間の信号の干渉、所謂、クロストークを抑制することができる。

図７は、図５におけるコネクタ本体４０のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。板状導体１０は、コネクタ本体４０の先端部４２及び正面側の端部において露出する側縁部１１と、コネクタ本体４０の側部においてハウジング２０から露出する端部１２と、ハウジング２０内に埋設される本体部１０ａと、コネクタ本体４０の後端部４４においてハウジング２０から露出する舌状部１４，１６を有する。本体部１０ａには、複数の貫通穴１０ｂが点在するように形成されるとともに、位置決め部２２Ａ，２２Ｂの基端付近に対応する部分に切欠き部１０ｃが形成されている。

一対の端部１２の間に形成される切欠き部１０ｃ，１０ｃによって、端部１２と本体部１０ａとの間の弾性部１３（連結部）は架橋状を呈している。このため、一対の端部１２に対して、一対の端部１２の対向方向の力が作用すれば、この架橋状の弾性部１３が切欠き部１０ｃ内の樹脂硬化物に食い込みながら弾性変形して、一対の端部１２が対向方向にそれぞれ移動する。この場合、弾性部１３は、移動に伴う変形量に見合う応力で、一対の端部１２を対向方向とは反対方向に付勢する。

図８は、筐体５０を背面側から見た斜視図である。筐体５０は、連結部５０Ｂに、本体部５０Ａの外周面に沿って円弧状に形成され、互いに対向配置される一対の係止部５４と、一対の係止部５４の間に設けられ、本体部５０Ａに連通する貫通孔５１が形成されている突出部５３とを有する。

貫通孔５１を形成する筐体５０の内壁５２には、図８において上下方向に対向するように一対の凹部５５が形成されている。コネクタ本体４０を筐体５０に固定する際、凹部５５がコネクタ本体４０の凸部２４と当接する。これによって、コネクタ本体４０が、筐体５０の貫通孔５１に対して図８の奥行方向に、過度に移動することを規制できる。

貫通孔５１を形成する筐体５０の内壁５２には、図８において左右方向に対向するように一対の段差部５６が形成されている。段差部５６は、内壁５２において、板状導体１０の端部１２と係合可能に溝状に形成されている。段差部５６の形状はこれに限定されず、別の実施形態では、段差部５６は板状導体１０の端部１２を上下に挟むような突起で形成されていてもよい。

図９は、コネクタ１００において、筐体５０に固定されたコネクタ本体４０を示す図である。図９では、筐体５０へのコネクタ本体４０の固定状態を分かり易くするために、筐体５０を二点鎖線で示し、コネクタ本体４０を実線で示している。図１０は、コネクタ１００の正面図であり、図１１は、コネクタ１００の背面図である。

図９及び図１１に示すように、コネクタ本体４０における板状導体１０の端部１２は溝状の段差部５６に係止されている。これによって、貫通孔５１に挿入される相手コネクタと電気的に接続されるコネクタ本体４０の先端部４２が貫通孔５１の内部に配置される。

板状導体１０の端部１２が、金属製である筐体５０の内壁５２に当接していることから、筐体５０をグランド（アース）回路の一部として機能させることができる。このため、静電気の発生を抑制してペン型電子機器に内蔵される基板の内部回路を保護し、ペン型電子機器の信頼性を向上することができる。

板状導体の端部１２を内壁５２に固定する手段は上述のものに限定されない。例えば、別の幾つかの実施形態では、端部１２と段差部５６とをハンダ又は溶接によって接合して端部１２を内壁５２に固定してもよい。

図９に示すとおり、位置決め部２２Ａ，２２Ｂは突起２１を備えている。突起２１は、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂ、並びに板状導体１０（舌状部１４，１６）よりもコネクタ本体４０の先端部４２から後端部４４に向かう方向に突出する。このため、コネクタ本体４０の後端部４４に基板を接続する際に、位置決め部２２Ａ，２２Ｂ（突起２１）が、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３５Ｂ、及び板状導体１０の舌状部１４，１６よりも先に基板と接触することとなる。したがって、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３５Ｂ及び板状導体１０の舌状部１４，１６の変形及び破損等を抑制することができる。

図１０に示すように、筐体５０の貫通孔５１を形成する内壁５２には、その内壁５２に立設する当接面５８が形成されている。相手コネクタを、コネクタ１００の筐体５０の貫通孔５１に挿入して、コネクタ本体４０の先端部４２に接続すると、相手コネクタの先端は、コネクタ本体４０における、表面の導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａと裏面の導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂの各コンタクト配列方向に沿って形成された前壁２８，２８に当接するとともに金属製の当接面５８に当接する。このように、相手コネクタの先端が当接面５８及び前壁２８に当接することによって、貫通孔５１への相手コネクタの挿入深さが規制される。

相手コネクタの先端はコネクタ本体４０の前壁２８のみならず、金属製の当接面５８に当接する。コネクタ１００は、金属製の当接面５８を有することから、相手コネクタを接続する際の過度な挿入力による破損を抑制することができる。したがって、コネクタ１００の接続信頼性を向上することができる。

図１０のようにコネクタ１００をコネクタ本体４０の正面側からみたときに、板状導体１０の表面１０Ａ（図６参照）に沿って設けられる導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａと、裏面１０Ｂに沿って設けられる導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂは、コネクタ１００の中心軸Ｐが対称中心となるように配置されている。このため、例えばＵＳＢ Ｔｙｐｅ−Ｃのように、コネクタの表面と裏面を問わず使用可能な汎用性の高いコネクタとして用いることもできる。

図１２は、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。図１３は、図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図である。図１２に示すとおり、コネクタ１００では、コネクタ本体４０の凸部２４が、筐体５０の貫通孔５１内に形成される凹部５５に当接している。図１３に示される筐体５０の貫通孔５１内に形成される当接面５８は、図１２に示されるコネクタ本体４０の前壁２８とともに相手コネクタの先端部との接触面となる。

図１３に示すとおり、板状導体１０の端部１２は、筐体５０の段差部５６に固定されている。これによって、端部１２が貫通孔５１を形成する筐体５０の内壁５２に良好に固定されることとなり、コネクタ１００の信頼性を向上することができる。板状導体１０における一対の端部１２の間隔は、架橋部で構成される弾性部１３の弾性変形によって、コネクタ本体４０を筐体５０に取り付ける前に比べて小さくなっていてもよい。この場合、弾性部１３の弾性変形に伴って生じる応力によって、端部１２が段差部５６に向かうように付勢される。これによって、端部１２が貫通孔５１を形成する筐体５０の内壁５２に一層良好に固定される。したがって、金属部材同士の固定であっても、コネクタ１００の信頼性をさらに向上することができる。

筐体５０とコネクタ本体４０との接続は、接着剤又はハンダ等を用いて補強してもよい。例えば、凹部５５と凸部２４との接触面とを接着剤を用いて固定してもよく、板状導体１０の端部１２と筐体５０の段差部５６とをハンダを用いて固定してもよい。

図１４は、図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。すなわち、図１４は、板状導体１０の端部１２と貫通孔５１の段差部５６との当接部分の近傍を拡大して示す部分断面図である。板状導体１０の端部１２が、図１３に示す弾性部１３の弾性変形によって生じる応力によって段差部５６を付勢すると、端部１２には、図１４に示すように段差部５６から反力Ｆ１が作用する。

反力Ｆ１が作用すると、板状導体１０の切欠き部１０ｃは、矢印Ｆ２の方向に沿ってハウジング２０の内部に食い込む。ここで、板状導体１０が、切欠き部１０ｃを形成する外縁に中心軸Ｐに向かって厚みが薄くなるテーパー部１２ａを有しているため、板状導体１０（切欠き部１０ｃ）をハウジング２０内に容易に食い込ませることができる。これによって、切欠き部１０ｃがハウジング２０に係止され、端部１２のがたつきを抑制できる。したがって、筐体５０に対してコネクタ本体４０を十分強固に固定することができる。

図１５は、コネクタ１００に基板７０を取り付ける工程を示す図である。基板７０は、ペン型電子機器に内蔵されるものであり、その一方面にコネクタ１００の導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂと電気的に接続される端子７１〜７５を有する。また、基板７０は、上記一方面に、コネクタ１００の舌状部１６と電気的に接続される端子７６を有する。基板７０は、他方面にも上記一方面と同様に、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び舌状部１４と電気的に接続される端子を有する。基板７０は、コネクタ１００の位置決め部２２Ａ，２２Ｂがそれぞれ係合する切欠き部７８，７８を有する。

コネクタ１００に基板７０を取り付ける場合、まず、切欠き部７８と位置決め部２２Ａ，２２Ｂとの位置合わせを行う。そして、コネクタ１００に対して基板７０を近づけて、位置決め部２２Ａ，２２Ｂの突起２１を切欠き部７８に挿入する。そして、コネクタ１００の突起２１の先端を、切欠き部７８の底部に当接させる。これによって、図１６に示すような基板７０を有するコネクタ１１０が得られる。

図１５に示すように、位置決め部２２Ａ，２２Ｂの突起２１は、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂ、並びに舌状部１４，１６よりも、コネクタ本体４０の先端部４２から後端部４４に向かう方向に突出している。このため、コネクタ１００に基板７０を取り付ける際、最初に突起２１が基板７０に接触する。したがって、基板７０が突起２１に接触する前に、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂ、並びに舌状部１４，１６と接触することを抑制できる。このため、これらの部材の変形及び破損等を抑制できる。

位置決め部２２Ａ，２２Ｂは、コネクタ１００と基板７０の接続をガイドする機能も有する。突起２１を有する位置決め部２２Ａ，２２Ｂによって、コネクタ本体４０（コネクタ１００）と基板７０との相対的な位置関係が決定される。さらに、突起２１は、図９に示されるように溝部２３を有する。溝部２３に基板７０の切欠き部７８を嵌め合わせて、基板７０の切欠き部７８と溝部２３とを係合することによって、基板７０が、コネクタ１００に対して導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａと導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂの対向方向に位置ずれすること抑制できる。したがって、コネクタ１００と基板７０の位置決め精度を一層向上することができる。また、基板７０の同方向への位置ずれ及びがたつきに伴う各導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３５Ｂの変形を抑制することができる。

図１６は、別の実施形態に係るコネクタ１１０の斜視図である。コネクタ１１０は、コネクタ１００と、コネクタ本体４０の後端部４４に接続される基板７０と、を備える。このような基板を備えるものをコネクタ装置と称する場合もある。基板７０の一方面側の端子７１〜７５及び端子７６は、コネクタ本体４０の後端部４４においてハウジング２０から露出する導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂ及び板状導体１０の舌状部１６とそれぞれ電気的に接続されている。コネクタ１１０（コネクタ装置１１０）は、基板７０との一体構造であることから、ペン型電子機器の製造工程を簡素化することができる。なお、基板７０の他方面側の端子も、一方面側と同様に導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び舌状部１４と電気的に接続されている。

図１６に示すように、コネクタ１００におけるコネクタ本体４０の裏面の導電コンタクト３１Ｂは、基板７０の端子７１と接触する接続部３１ａを有する。他の導電コンタクト３２Ｂ〜３５Ｂ及び舌状部１６も、基板７０の端子７２〜７５及び端子７６とそれぞれ接触する接続部を有する。このような接続部によって、導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂ及び舌状部１６と端子７１〜７６とが電気的に接続される。図１６には示されていないが、コネクタ本体４０の表面の導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び舌状部１４も、同様に、基板７０の端子７１〜７５及び端子７６と接触する接続部をそれぞれ有する。このような接続部を有することによって、ペン型電子機器１５０（図１７）の製造効率を向上することができる。舌状部１４，１６は、基板７０の端子７６と電気的に接続されて、例えばグランド回路の一部として機能する。導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び導電コンタクト３１Ｂ〜３５Ｂは、基板７０の端子７１〜７５と接続されて、信号伝送用、電源用又はグランド用の導電コンタクトとして機能する。

図１７は、基板７０が接続されたコネクタ１００、すなわちコネクタ１１０を備えるペン型電子機器１５０の構造を示す図である。ペン型電子機器１５０は、ペン型電子機器１５０の外装をなす円筒形状を有するペン本体部８０を備える。ペン本体部８０の上端に、コネクタ１００（コネクタ１１０）が装着されている。コネクタ１００（コネクタ１１０）の筐体５０は、ペン本体部８０とともにペン型電子機器１５０の外装をなす。

ペン本体部８０には、ペン先から、回路部８４と電池８２と基板７０とがこの順に直線状に並んで収容されている。基板７０は、一端においてコネクタ１００と接続され、他端において、基板７０と電池８２、又は基板７０と回路部８４を電気的に接続するためのケーブル８６，８７，８８と接続されている。

回路部８４は、例えば、プリント配線板、接続端子、各種集積回路、及び電子部品等を備えるものが挙げられる。具体的には、各部材を制御する制御部、情報を記憶するメモリ、及び通信モジュール等が挙げられる。電池８２は、充電式のものが好ましく、例えばリチウムイオン電池及びニッケル水素電池等が例示される。コネクタ１００の導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ，３１Ｂ〜３５Ｂ（図９）は、基板７０、ケーブル８６，８７，８８、電池８２及び回路部８４とともに、ペン型電子機器１５０において電気回路を構成する。板状導体１０（図１２）は、ペン型電子機器１５０において、筐体５０とともに当該電気回路とは異なるグランド回路を構成する。

ペン本体部８０内の構成は上述のものに限定されず、上述の部材以外の任意の部材を収容していてもよい。部材としては、例えば、ペン先に加えられた圧力を検出する筆圧センサ、電源を入れた時に振動するバイブレータ、及び、光学モジュール等が挙げられる。

図１８は、図１７のペン型電子機器１５０の上端部における接続構造を示す図である。基板７０のコネクタ１００側の端子とは反対側に設けられる３つの端子７７には、ケーブル８６，８７，８８が接続されている。コネクタ１００は、ケーブル８６，８７，８８及び基板７０を介して、電池８２及び回路部８４と電気的に接続される。ペン本体部８０の上端に連結部５０Ｂを挿入することによって、コネクタ１００はペン本体部８０に装着される。このように連結部５０Ｂはペン本体部８０の内部に収容され、筐体５０の本体部５０Ａはペン本体部８０と一体的にペン型電子機器１５０の外形を構成する。

連結部５０Ｂにおける係止部５４は、例えば、板ばねであってもよい。この場合、係止部５４がペン本体部８０の中空壁を付勢するようにコネクタ１００をペン本体部８０に装着することによって、コネクタ１００をペン本体部８０に固定することができる。別の例としては、係止部５４とペン本体部８０とは接着剤によって固定されてもよい。

図１９は、ペン型電子機器１５０に備えられるコネクタ１００と、相手コネクタ２００との接続を説明する図である。相手コネクタ２００は、一端側に、コネクタ１００の筐体５０における貫通孔５１に挿入される挿入部２１０を備える。相手コネクタ２００の他端側は、例えば、ＡＣ電源又はパーソナルコンピュータ等の情報機器に接続される。

相手コネクタ２００の挿入部２１０を貫通孔５１に挿入すると、コネクタ本体４０の先端部４２と挿入部２１０とが電気的に接続される。これによって、ペン型電子機器１５０を充電したり、ペン型電子機器１５０と外部の情報機器との間で信号の送受信を行ったりすることができる。このとき、相手コネクタ２００の先端は、図１０に示される前壁２８と筐体５０の貫通孔５１内に形成された当接面５８に当接する。当接面５８は金属で構成されることから、相手コネクタ２００の接続と取り外しを繰り返し行ってもコネクタ本体４０の変形及び破損等の発生が十分に抑制される。したがって、コネクタ１００は、耐久性に優れる。

以上、幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述の実施形態のコネクタは、板状導体の表面と裏面に沿って導電コンタクトが設けられていたが、これに限定されない。例えば、板状導体の表面又は裏面の一方のみに沿って導電コンタクトが設けられていてもよい。また、例えば、板状導体の表面に沿って設けられる導電コンタクトと、板状導体の裏面に沿って設けられる導電コンタクトが、全て対向するように配置されていてもよい。さらに、導電コンタクトの数は特に限定されず、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。

ハウジング２０は、一つの部材として構成されていなくてもよい。例えば、２つ以上の樹脂硬化物で構成されていてもよい。この場合、２つ以上の樹脂硬化物同士は互いに接触していてもよいし離れていてもよい。板状導体１０は、舌状部１４，１６を有していなくてもよい。筐体５０の貫通孔５１の形状は、コネクタ本体４０の先端部４２が配置されるとともに、相手コネクタが挿入可能な形状であれば特に限定されない。

上記実施形態では、位置決め部２２Ａ，２２Ｂが突起２１を備えており、図１５等に示されるように突起２１を基板７０の切欠き部７８に挿入することによって、コネクタ本体４０と基板７０との相対的な位置関係を決定していたが、これに限定されない。例えば、突起２１に基板を厚さ方向に挟む凹部を形成し、当該凹部によってコネクタ本体４０と基板７０との位置決めを行ってもよい。また、位置決め部２２Ａ，２２Ｂは突起ではなく、ハウジング２０に形成された切欠き部を位置決め部としてもよい。この場合、当該切欠き部に挿入可能な突起を有する基板を準備し、当該切欠き部に基板の突起を挿入して、コネクタ本体４０と基板７０との位置決めをすることができる。

コネクタ１００及びコネクタ１１０は、貫通孔５１を筐体５０の表面５０ａ側から覆うような蓋を有していてもよい。

次に、コネクタ１００及びコネクタ１１０の製造方法の一例を説明する。まず、図２〜図７に示すようなコネクタ本体４０を作製する。具体的には、所定の形状を有する板状導体１０を準備し、例えば射出成型によって、板状導体１０の一部が絶縁性の樹脂硬化物（ハウジング２０）によって埋設された部品を得る。このとき、板状導体１０の側縁部１１、端部１２及び舌状部１４，１６は、ハウジング２０から露出するように成形を行う。また、ハウジング２０には、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂを圧入するための貫通穴を形成しておく。

次に、市販の、又は公知の方法で作製した導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂを準備する。ハウジング２０に形成された貫通穴に導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂを圧入する。このようにして、図２〜図７に示すようなコネクタ本体４０を得ることができる（コネクタ本体作製工程）。

コネクタ本体４０とは別に、図８に示すような金属製の筐体５０を準備する。筐体５０は、削り出しによって所定形状に加工してもよいし、鋳造、又は、金属粉とバインダとを用いるメタルインジェクション法によって製造してもよい（筐体作製工程）。

コネクタ本体４０と筐体５０が準備できたら、図９〜図１３に示すように、両者を組み合わせてコネクタ１００を製造する。両者を組み合わせる前は、コネクタ本体４０の一対の端部１２の間の距離は、筐体５０の一対の段差部５６における底部の間の距離よりも大きくてもよい。この場合、コネクタ本体４０を、筐体５０の貫通孔５１を形成する内壁５２にコネクタ１００を固定すると、コネクタ本体４０の端部１２が、弾性部１３によって段差部５６を付勢することなる。したがって、コネクタ本体４０を筐体５０に強固に固定することができる（固定工程）。

次に、図１５に示すように、コネクタ１００に基板７０を接続してコネクタ１１０を製造する。このとき、位置決め部２２Ａ，２２Ｂによって基板７０の位置決めが行われる。また、位置決め部２２Ａ，２２Ｂは、基板７０の接続をガイドする。このため、コネクタ１００と基板７０と位置関係を十分に高い精度で調整することができるとともに、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂ、並びに舌状部１４，１６の変形又は破損を十分に抑制することができる（取り付け工程）。

以上、コネクタ１００及びコネクタ１１０の製造方法の一例を説明したが、製造方法はこの例に限定されない。例えば、上述の例では、導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂは、圧入によってハウジング２０に保持させているが、ハウジング２０を成型する際に、板状導体１０とともに導電コンタクト３１Ａ〜３５Ａ及び３１Ｂ〜３５Ｂをハウジング２０に埋設する、所謂、インサート成形によって保持してもよい。

ペン型電子機器の機械的強度を維持しつつ外径を小さくすることが可能なコネクタが提供される。

１０…板状導体、１０ａ…本体部、１０ｂ…貫通穴、１０ｃ…切欠き部、１２…端部、１３…弾性部、１４，１６…舌状部、２０…ハウジング、２１…突起、２２Ａ，２２Ｂ…位置決め部、２１…突起、２３…溝部、２４…凸部、２８…前壁、３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ，３５Ａ，３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂ，３５Ｂ…導電コンタクト、３１ａ…接続部、４０…コネクタ本体、４２…先端部、４４…後端部、５０…筐体（シェル）、５０Ａ…本体部、５０Ｂ…連結部、５０ａ…表面、５１…貫通孔、５２…内壁、５３…突出部、５４…係止部、５５…凹部、５６…段差部、５８…当接面、７０…基板、７１〜７７…端子、７８…切欠き部、８０…ペン本体部、８２…電池、８４…回路部、８６〜８８…ケーブル、１００，１１０…コネクタ、１５０…ペン型電子機器、２００…相手コネクタ、２１０…挿入部。

Claims (7)

1. 板状導体、導電コンタクト、及び、これらを互いに絶縁状態に保持するハウジングを有するコネクタ本体と、
   ペン型電子機器の外装をなし、相手コネクタが挿入可能に構成される貫通孔を有し、前記貫通孔を形成する内壁に互いに対向する一対の溝状の段差部を有する金属製の筐体と、を備え、
   前記導電コンタクトは、前記ペン型電子機器において前記板状導体とは異なる電気回路の一部を構成し、
   前記相手コネクタと電気的に接続される前記コネクタ本体の先端部が前記貫通孔の内部に配置されるように、前記コネクタ本体の両側部において側方へ突出する前記板状導体の端部がそれぞれ一対の前記段差部に係合して前記内壁に固定される、コネクタ。
2. 前記板状導体は、前記板状導体の端部を前記内壁に向けて付勢する弾性部を備える、請求項１に記載のコネクタ。
3. 前記筐体は、前記相手コネクタを前記コネクタ本体の先端部に接続したときに、前記相手コネクタの先端が当接する当接面を有する、請求項１又は２に記載のコネクタ。
4. 前記コネクタ本体の前記導電コンタクトは前記板状導体の表面と裏面に沿って配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコネクタ。
5. 前記導電コンタクトは、前記コネクタ本体の先端部及び後端部において前記ハウジングから露出するように延在し、前記コネクタ本体の後端部に前記ペン型電子機器に内蔵される基板と電気的に接続される接続部を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のコネクタ。
6. 前記コネクタ本体の後端部に、前記コネクタ本体と前記基板の相対的な位置を決める位置決め部を有し、
   前記コネクタ本体を平面視したときに、前記位置決め部は、少なくとも一つの前記導電コンタクトよりも、前記コネクタ本体の先端部から後端部に向かう方向に沿って延びる前記コネクタ本体の中心線側に配置される、請求項５に記載のコネクタ。
7. 前記位置決め部は、前記導電コンタクト及び前記板状導体よりも前記方向に突出する突起を有する、請求項６に記載のコネクタ。
   

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