JP2016048642A - ガイド装置およびコネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】汎用的なコネクタについても適用され得る、コンタクト部の変形を防止することが可能なガイド装置およびコネクタを提供する。【解決手段】コンタクト部を有するコネクタに連結される基部と、前記基部の形成面から突出する突出部と、を備える、ガイド装置。【選択図】図１１

Description

本発明は、ガイド装置およびコネクタに関する。

近日、複数の機器を電気的に接続する役割を担うコネクタが広く普及している。例えば、コンタクトピンのようなコンタクト部を収納するジャックコネクタ、およびプラグコネクタからなる一対の同軸コネクタにおいては、プラグコネクタがジャックコネクタに挿入され、コンタクト部とプラグコネクタの孔とが嵌合することにより、プラグコネクタ側の機器とジャックコネクタ側の機器が電気的に接続される。

上述のコネクタに関し、プラグコネクタをジャックコネクタに挿入する際に、コンタクト部がプラグコネクタに押されて変形してしまうことがある。特許文献１には、コンタクト部の変形を防止するためのコネクタ構造が開示されている。具体的には、特許文献１には、コンタクト部がコネクタの先端から所定の長さ（コネクタの内径の１／２）以上引っ込んだ位置に配置されるコネクタ構造が開示されている。

特開２００５−２４３５８４号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、コンタクト部をコネクタの先端から所定の長さ以上引っ込めるために、コネクタ自体を特殊な構造とする必要があった。このため、特許文献１に記載のコネクタとして、汎用的なコネクタを用いることができなかった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、汎用的なコネクタについても適用され得る、コンタクト部の変形を防止することが可能な、新規かつ改良されたガイド装置およびコネクタを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、コンタクト部を有するコネクタに連結される基部と、前記基部の形成面から突出する突出部と、を備える、ガイド装置が提供される。

前記コネクタは、前記コンタクト部を収納する筒状のハウジングを有し、前記ガイド装置が前記コネクタに連結された状態において、前記ハウジングの内径をｄ、前記ハウジングの中心軸から前記突出部までの長さをｘとすると、前記突出部の前記コネクタからの突出長さＰは（ｘ−ｄ／２）を上回ってもよい。

前記コンタクト部の先端から前記ハウジングの開口までの長さＱは（ｄ（ｓｉｎ４５°）／２）を下回ってもよい。

前記ハウジングの中心軸から前記突出部までの長さｘは、前記ハウジングの内径ｄを上回ってもよい。

前記突出部は、前記基部の形成面から突出する１または２以上の板状領域からなってもよい。

前記基部は、前記コネクタが嵌挿される孔、および前記孔に繋がる切欠きをさらに含んでもよい。

前記ガイド装置は、前記基部および前記突出部を含む複数組のガイド部材からなってもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ハウジングと、前記ハウジングの内部に収納されるコンタクト部と、前記コンタクト部の先端方向に前記ハウジングより突出する突出部と、を備えるコネクタが提供される。

以上説明したように本発明によれば、汎用的なコネクタについても適用され得る、コンタクト部の変形を防止することが可能なガイド装置およびコネクタを提供することが可能である。

本発明の実施形態による一対のコネクタを示す説明図である。 ジャックの斜視図である。 ジャックの正面図および断面図である。 プラグの斜視図である。 プラグの正面図および断面図である。 ジャックへのプラグの挿入過程を示す説明図である。 ジャックへのプラグの挿入過程を示す説明図である。 本実施形態の比較例による構造を示す説明図である。 本実施形態によるガイド装置の構成を示す斜視図である。 ガイド装置の連結過程を示す説明図である。 ガイド装置がジャックに装着された状態を示す斜視図である。 ジャックへのプラグの挿入過程を示す説明図である。 ジャックおよびガイド装置の断面を示す説明図である。 ガイド装置の第１の変形例を示す説明図である。 ガイド装置の第２の変形例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合もある。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。

＜１．本発明の実施形態によるコネクタ構造＞
まず、図１〜図５を参照し、本実施形態によるコネクタ構造について説明する。

図１は、本発明の実施形態による一対のコネクタを示す説明図である。図１に示したように、本発明の実施形態による一対のコネクタは、挿入側のコネクタであるプラグコネクタ２０（以下、単にプラグ２０と称する。）と、ジャックが挿入される受け側のジャックコネクタ１０（以下、単にジャック１０と称する。）からなる。

ジャック１０およびプラグ２０は導電体を有し、ジャック１０へのプラグ２０の挿入によりジャック１０とプラグ２０が接続されると、ジャック１０が有する導電体（例えば、コンタクトピン）と、プラグ２０が有する導電体（例えば、レセプター）が接触する。また、ジャック１０はケーブル１８の一端に連結されており、ケーブル１８の他端には任意の機器が連結される。同様に、プラグ２０はケーブル２８の一端に連結されており、ケーブル２８の他端には任意の機器が連結される。このため、ジャック１０とプラグ２０が接続されると、ジャック１０およびプラグ２０の各々が有する導電体の接触に基づき、複数の機器が電気的に接続される。

また、本実施形態によるジャック１０には、図１に示したようにガイド装置３０が装着される。ガイド装置３０は、ジャック１０とプラグ２０との接続を支援するための構成であり、例えば、ジャック１０へのプラグ２０の挿入時に、ジャック１０が有するコンタクトピンがプラグ２０に押されて変形してしまうことを防止する役割を担う部材である。このガイド装置３０については、「３．ガイド装置の構成」以降でより詳細に説明する。

以上、本実施形態によるコネクタ構造の概要を説明した。続いて、ジャック１０およびプラグ２０の詳細な構造を順次詳細に説明する。

（ジャックの構成）
図２は、ジャック１０の斜視図を示す。図３は、ジャック１０の正面図およびＡ−Ａ断面図を示す。図２および図３に示したように、ジャック１０は、フランジ１２を一部に有する筒状のハウジング１１を備える。このハウジング１１は、複数のコンタクトピン１３および絶縁体ベース１６を収納する。コンタクトピン１３は、導電性を有し、プラグ２０と電気的に連結されるコンタクト部として機能する。このコンタクトピン１３は、図３の断面図に示したように絶縁体ベース１６を貫通し、絶縁体ベース１６によりハウジング１１内に支持、固定される。

フランジ１２は、図２に示したように、ハウジングエッジ１４およびネジ孔１５を備える、矩形状の領域である。ハウジングエッジ１４は、フランジ１２の開口とフランジ１２の表面との境界を形成する円周領域である。ネジ孔１５は、ネジを取り付けるための孔であり、例えば後述するガイド装置３０が当該ネジ孔１５を通じてジャック１０に連結される。

なお、図２および図３においては、コンタクト部の一例として７本のコンタクトピンを示したが、コンタクトピンの本数および位置関係は図示した例に限定されない。また、図２および図３においては、フランジ１２の２隅にネジ孔１５が設けられる例を示したが、ネジ孔１５が設けられる位置および数はかかる例に限定されない。

（プラグの構成）
図４は、プラグ２０の斜視図を示す。図５は、プラグ２０の正面図およびＢ−Ｂ断面図を示す。図４および図５に示したように、プラグ２０は、ハウジング２１およびプラグ接続部２２を備える。

プラグ接続部２２は、複数のピン孔２３、先端部２４および絶縁体２５を有する。複数のピン孔２３は、図３などを参照して説明したジャック１０の複数のコンタクトピン１３と嵌合する孔であり、コンタクトピン１３と同数かつ同一の位置関係で設けられる。また、ピン孔２３の内径面には、弾性および導電性を有するレセプター（図示せず。）が形成されている。このため、ピン孔２３とジャック１０のコンタクトピン１３が嵌合すると、ジャック１０のコンタクトピン１３とレセプターとが弾性接触により電気的に接続される。先端部２４は、プラグ２０の先端を形成する部分である。

なお、ハウジング２１の外径は、ジャック１０のフランジ１２の各辺の長さ未満である。このため、ハウジング２１は、図１に示したように、プラグ２０とジャック１０が接続された状態においてジャック１０のフランジ１２から径方向に突出しない。

＜２．背景＞
以上、本実施形態によるジャック１０およびプラグ２０の構成を説明した。続いて、本実施形態の背景を説明する。

図６は、ジャック１０へのプラグ２０の挿入過程を示す説明図である。より詳細には、図６は、本実施形態による後述のガイド装置３０が装着されていないジャック１０にプラグ２０が挿入される過程を示す。

図６に示したように、プラグ２０は、まず、プラグ２０とジャック１０との位置合わせのために、可能な限りジャック１０の奥へ入り込むように操作され得る。ここで、プラグ２０の軸線Ｌ２とジャック１０の軸線Ｌ１との成す角度が４５°である状態でプラグ２０がジャック１０のハウジングエッジ１４に押し付けられた場合に、プラグ２０の先端部２４が最もジャック１０の奥へ入り込む。結果、図６にＡ領域として示したように、プラグ２０の先端部２４がジャック１０のコンタクトピン１３に接触し得る。

その後、プラグ２０の軸線Ｌ２とジャック１０の軸線Ｌ１を合わせ、プラグ２０をジャック１０に押し込むことにより、プラグ２０がジャック１０へ挿入される。しかし、図６に示したようにプラグ２０の先端部２４とコンタクトピン１３が接触した状態でプラグ２０の軸線Ｌ２がジャック１０の軸線Ｌ１に近づけられると（いわゆる、こじり動作）、図７のＢ領域のように、コンタクトピン１３がプラグ２０の先端部２４によって押曲げられ、変形してしまう。

上記の変形問題は、例えば以下に本実施形態の比較例として説明する構造により防止され得る。

図８は、本実施形態の比較例による構造を示す説明図である。図８に示したように、比較例による構造は、第１のコネクタ８１と、第２のコネクタ８７からなる。第１のコネクタ８１は、中心コンタクト８２、中心コンタクト８２の周囲に絶縁部材８３を介して設けられた筒状の外部コンタクト８４からなるコネクタ部材８５と、導電性の筒状体であるガイド部材８６を備える。

ここで、第２のコネクタ８７がガイド部材８６のエッジ８６ａに押し付けられた状態で第１のコネクタ８１に入り込む長さＴは、ガイド部材８６の内径Ｕの１／２に達し得る。一方、コネクタ部材８５の先端８５ａとガイド部材８６のエッジ８６ａの間の長さＳは、Ｕ／２を上回るように設計される。このため、ガイド部材８６のエッジ８６ａに押し付けられた第２のコネクタ８７がコネクタ部材８５に接触すること、およびこじり動作によるコネクタ部材８５の変形が防止される。

しかし、比較例による構造では、コネクタ部材８５が第１のコネクタ８１（ガイド部材８６）の先端からＵ／２の長さ以上引っ込んでいるため、当該コネクタ部材８５と第２のコネクタ８７との嵌合長さが不足することが懸念された。嵌合長さが不足すると、コネクタ間の接続が外れやすくなるので、連続動作という観点からのコネクタとしての品質が低下し得る。

また、運用中の機器などのコネクタに比較例による構造を適用するためには、コネクタの脱着のために、当該機器の運用を一時的に停止する必要があった。また、利用中のコネクタを第１のコネクタ８１に交換する場合、他方のコネクタも第１のコネクタ８１と接続可能な第２のコネクタ８７に交換する必要があった。

そこで、上記事情を一着眼点にして本実施形態によるガイド装置３０を創作するに至った。本実施形態によるガイド装置３０は、コンタクトピン１３の変形を防止しつつ、コネクタ間の接続性を改善することが可能である。また、機器の運用を停止することなく、当該機器に利用されているコネクタに本実施形態によるガイド装置３０を装着することが可能である。また、本実施形態は、汎用的なコネクタに適用することも可能である。以下、このような本実施形態によるガイド装置３０について詳細に説明する。

＜３．ガイド装置の構成＞
図９は、本実施形態によるガイド装置３０の構成を示す斜視図である。図９に示したように、ガイド装置３０は、基部４０と、突出壁（突出部）５０を備える。なお、ガイド装置３０の素材は、金属や樹脂等の、プラグ２０が斜め方向に挿入するのを防ぐ程度の硬質さを持つものとする。

基部４０は、平板状の部材であり、孔４２、切欠き４４およびネジ孔４５を有する。孔４２は、ジャック１０のハウジング１１の外径以上の径を有する。切欠き４４は、孔４２に繋がる溝であり、ジャック１０のケーブル１８の外径以上の幅を有する。ネジ孔４５は、ネジを取り付けるための孔であり、ジャック１０のネジ孔１５に対応する位置に設けられる。このネジ孔４５は、ジャック１０のネジ孔１５を通じてジャック１０に連結される連結部として機能する。

上記の基部４０の構成に基づき、ジャック１０に接続されている機器の運用を停止することなく、本実施形態のガイド装置３０をジャック１０に装着することが可能となる。具体的には、図１０に示したように、ジャック１０のケーブル１８が基部４０の切欠き４４を通じて孔４２の内部に位置付けられる。その後、孔４２がジャック１０のハウジング１１に嵌挿され、ネジ孔４５を通じてガイド装置３０がジャック１０と連結されることで、ガイド装置３０がジャック１０に装着される。

図１１は、ガイド装置３０がジャック１０に装着された状態を示す斜視図である。図１１に示したように、ガイド装置３０の突出壁５０は、基部４０の形成面から突出し、かつ、ジャック１０のフランジ１２からコンタクトピン１３の先端方向に突出する板状領域である。突出壁５０の当該構成により、ジャック１０のコンタクトピン１３の変形を防止することが可能である。以下、この点について図１２を参照して具体的に説明する。

図１２は、ジャック１０へのプラグ２０の挿入過程を示す説明図である。図１２に示したように、プラグ２０は、プラグ２０とジャック１０との位置合わせのために、可能な限りジャック１０の奥へ入り込むように操作され得る。ここで、プラグ２０の軸線Ｌ２とジャック１０の軸線Ｌ１との成す角度が４５°である場合、プラグ２０の先端部２４が最もジャック１０の奥へ入り込み得る。例えば、プラグ接続部２２の外径≒ジャック１０の内径であり、ジャック１０（ハウジング１１）の内径をｄと仮定すると、プラグ２０の先端部２４がジャック１０に入り込む長さは、最大で（ｄ（ｓｉｎ４５°）／２）に達する。

一方、本実施形態においては、ガイド装置３０の突出壁５０とプラグ２０の外面との当接により、プラグ２０の軸線Ｌ２とジャック１０の軸線Ｌ１との成す角度は４５°未満に制限される。すなわち、プラグ２０の先端部２４がジャック１０に入り込む長さは、（ｄ（ｓｉｎ４５°）／２）未満に制限される。

従って、本実施形態においては、ジャック１０のハウジング１１の開口からコンタクトピン１３の先端までの長さＱが（ｄ（ｓｉｎ４５°）／２）以上確保されなくても、すなわち、Ｑが（ｄ（ｓｉｎ４５°）／２）未満に設計されても、プラグ２０の先端部２４とコンタクトピン１３との接触、および、こじり動作に基づくコンタクトピン１３の変形を防止し得る。また、上記のようにジャック１０のハウジング１１の開口からコンタクトピン１３の先端までの長さＱを短縮できるので、コンタクトピン１３とプラグ２０との嵌合長さが不足することの抑制により、ジャック１０とプラグ２０の接続性を改善することが可能である。なお、突出壁５０は、ジャック１０のフランジ１２の外側から突出するので、図１に示したように、ジャック１０とプラグ２０とのコネクタ接続を阻害しない。また、本実施形態によれば、ジャック１０およびプラグ２０として汎用的なコネクタを利用可能であり、プラグ２０側の変更が不要という利点もある。

続いて、図１３を参照し、プラグ２０の軸線Ｌ２とジャック１０の軸線Ｌ１との成す角度は４５°未満に制限し得る突出壁５０の具体的な設計について検討する。

図１３は、ジャック１０およびガイド装置３０の断面を示す説明図である。プラグ２０がジャック１０に対して４５°の角度で挿入された場合に突出壁５０がプラグ２０の外面に当接する設計では、ハウジング１１の内径をｄ、ハウジング１１の中心軸（軸線Ｌ１）から突出壁５０までの長さをｘとすると、突出壁５０のフランジ１２からの突出長さＰは（ｘ−ｄ／２）と表現される。ここで、突出壁５０の突出長さＰが長くなるほど、プラグ２０の軸線Ｌ２とジャック１０の軸線Ｌ１とが成し得る角度は制限される。従って、本実施形態では、突出壁５０の突出長さＰが（ｘ−ｄ／２）を上回るようにガイド装置３０が設計される。かかる構成により、プラグ２０の軸線Ｌ２とジャック１０の軸線Ｌ１とが成し得る角度を４５°未満に制限することが可能となる。

＜４．変形例＞
以上、本実施形態によるガイド装置３０の構成を説明した。続いて、本実施形態によるガイド装置３０の変形例を説明する。

（第１の変形例）
図１４は、ガイド装置３０の第１の変形例を示す説明図である。図１４に示したように、第１の変形例によるガイド装置３０は、基部４０と、複数の突出壁５０を有する。具体的には、複数の突出壁５０は、フランジ１２の一辺に沿う底壁部５１と、フランジ１２の他辺に沿う一対の側壁部５２からなる。

かかる構成によれば、底壁部５１側からのプラグ２０の挿入だけでなく、他の２方向（側壁部５２側）からのプラグ２０の挿入についても、プラグ２０とコンタクトピン１３との接触、およびこじり動作に基づくコンタクトピン１３の変形を防止しすることが可能である。

（第２の変形例）
図１５は、ガイド装置３０の第２の変形例を示す説明図である。第２の変形例によるガイド装置３０は、図１５に示したように、第１のガイド部材３０−１および第２のガイド部材３０−２からなる。これら第１のガイド部材３０−１および第２のガイド部材３０−２は、各々、孔４２およびネジ孔４５を有する基部４０と、底壁部５１および側壁部５２を備える。

かかる構成においては、ジャック１０に接続されている機器の運用を維持した状態で第１のガイド部材３０−１および第２のガイド部材３０−２を順次にジャック１０に装着することが可能である。

（第３の変形例）
上記では、ジャック１０とガイド装置３０を連結するための連結部の一例としてネジ孔４５を説明したが、ジャック１０とガイド装置３０とを連結するための手段はかかる例に限定されない。例えば、ジャック１０とガイド装置３０は、溶接によって連結されてもよいし、対になる形状の係合により連結されてもよい。

（第４の変形例）
上記では、ガイド装置３０が切欠き４４を有する例を説明したが、ガイド装置３０は切欠き４４を有さなくてもよい。ガイド装置３０が切欠き４４を有さない場合であっても、ジャック１０に接続されている機器の運用を一時的に停止すれば、孔４２にケーブル１８およびハウジング１１を順次に嵌挿することによりガイド装置３０をジャック１０に装着することが可能である。なお、ガイド装置３０は、ジャック１０の製造時においてジャック１０と一体的に形成されてもよい。

＜５．むすび＞
以上説明したように、本実施形態によれば、プラグ２０の先端部２４とコンタクトピン１３との接触、および、こじり動作に基づくコンタクトピン１３の変形を防止することが可能である。また、ジャック１０のハウジング１１の開口からコンタクトピン１３の先端までの長さＱを短縮できるので、コンタクトピン１３とプラグ２０との嵌合長さが不足することの抑制により、ジャック１０とプラグ２０の接続性を改善することが可能である。また、突出壁５０は、ジャック１０のフランジ１２の外側から突出するので、図１に示したように、ジャック１０とプラグ２０とのコネクタ接続を阻害しない。また、本実施形態によれば、プラグ２０側の変更が不要という利点もある。

なお、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、図９においては、切欠き４４が突出壁５０と対向する辺上に形成される例を示したが、切欠き４４は、基部４０の他の辺上に形成されてもよい。

また、図９〜図１５などでは、突出壁５０が基部４０から垂直に突出する例を示したが、本実施形態はかかる例に限定されない。例えば、突出壁５０は、基部４０と鈍角を成すように基部４０から突出してもよい。また、突出壁５０の形状は湾曲形状であってもよい。

１０ ジャック
１１ ハウジング
１２ フランジ
１３ コンタクトピン
１４ ハウジングエッジ
１５ ネジ孔
１６ 絶縁体ベース
１８ ケーブル
２０ プラグ
２１ ハウジング
２２ プラグ接続部
２３ ピン孔
２４ 先端部
２５ 絶縁体
２８ ケーブル
３０ ガイド装置
４０ 基部
４２ 孔
４５ ネジ孔
５０ 突出壁
５１ 底壁部
５２ 側壁部

Claims (8)

1. コンタクト部を有するコネクタに連結される基部と、
   前記基部の形成面から突出する突出部と、
   を備える、ガイド装置。
2. 前記コネクタは、前記コンタクト部を収納する筒状のハウジングを有し、
   前記ガイド装置が前記コネクタに連結された状態において、前記ハウジングの内径をｄ、前記ハウジングの中心軸から前記突出部までの長さをｘとすると、前記突出部の前記コネクタからの突出長さＰは（ｘ−ｄ／２）を上回る、請求項１に記載のガイド装置。
3. 前記コンタクト部の先端から前記ハウジングの開口までの長さＱは（ｄ（ｓｉｎ４５°）／２）を下回る、請求項２に記載のガイド装置。
4. 前記ハウジングの中心軸から前記突出部までの長さｘは、前記ハウジングの内径ｄを上回る、請求項２に記載のガイド装置。
5. 前記突出部は、前記基部の形成面から突出する１または２以上の板状領域からなる、請求項２〜４のいずれか一項に記載のガイド装置。
6. 前記基部は、前記コネクタが嵌挿される孔、および前記孔に繋がる切欠きをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガイド装置。
7. 前記ガイド装置は、前記基部および前記突出部を含む複数組のガイド部材からなる、請求項６に記載のガイド装置。
8. ハウジングと、
   前記ハウジングの内部に収納されるコンタクト部と、
   前記コンタクト部の先端方向に前記ハウジングより突出する突出部と、
   を備えるコネクタ。
   

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