JP5774337B2 - 電気機器 - Google Patents

Description

本発明は、電気機器に関し、特に、ＰＣ、サーバ、デジタルテレビ、ビデオレコーダ等、機能を拡張するための周辺機器やデバイスを接続するためのコネクタを備えた電気機器に好ましく適用される技術に関するものである。

従来、ＰＣ等の情報処理装置は、文書作成機能や表計算機能を代表とする事務処理機能に加えて、画像、音楽、通信関係の機能が追加されてきた。通常、情報処理装置では、これらの機能を拡張するために、周辺機器を接続するコネクタを実装するが、そのほとんどは実装的な制約あるいは接続ケーブルの引き回しを考慮して、その筐体背面や筐体側面に実装されている。

そして、このようなコネクタとして、断面形状（あるいは外形）が上下非対称（あるいは左右非対称）のもののほか、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタやＳ−Ｖｉｄｅｏ（Separate Video）コネクタのように上下や左右が対称のものもある。また一般に、上下逆挿入を防止するための対策として、相対する二側面にその側面高さ中心に対して非対称形状の挿入ガイドを有している。

また、上述したような情報処理装置においては、周辺装置側からのコネクタを奥まで挿入し、周辺装置と情報処理装置のお互いの接続端子による電気的接続がなされる直前の状態にならないと、ユーザは挿入の正逆が分からない構造となっている。他方で、コネクタが筐体背面に配置されている場合、コネクタ面を視認しながら挿入するのはユーザにとって面倒で、コネクタ向きを手探りで確認しながらの挿入となることが多い。つまり、多くの場合、ユーザは、手探りでコネクタ向きを確認しながら奥まで挿入してはじめて、コネクタを正しい向きに差し込んだのか逆向きに差し込んだのかが分かることになる。

しかしながら、正しい向きにコネクタを差し込んだのであれば問題はないが、逆向きに奥まで差し込むと、正常に挿入する際の力以上の力が加えられてコネクタが破損してしまうことも十分に考えられる。特に、ＵＳＢのような、挿入部分の外形形状が上下対称のコネクタの場合、手探りで正しい向きに挿入することは困難といえる。

なお、上記事情は、ＰＣ等の情報処理装置に限らず、デジタルテレビやビデオレコーダ等にも同様であり、機能を拡張するための周辺機器やデバイスを接続するためのコネクタを備えた電気機器に共通の問題である。

例えば特許文献１には、カードの誤挿入を防止するようにしたカードコネクタの誤挿入防止装置において、誤挿入されたカードが強く押し込まれてもその誤挿入防止機能が容易に損なわれないようにする構造が開示されている。当該誤挿入防止装置では、挿入状態のカード厚さ方向に上下に移動可能に設けられた誤挿入検知部材が、カードの上下逆挿入時に奥まで差し込むことを防止し、正挿入時にはカード厚さ方向下側にスライドしてカードが奥まで差し込まれることを許容する。

特開平１０−２４０８７１号公報

特許文献１の発明は、誤挿入検知部材がカードの上下逆挿入時にはカード厚さ方向下側にスライドせず奥まで差し込むことを防止するが、正常に挿入する際の力以上の力が加えられた場合に誤挿入検知部材が破損してしまい、コネクタ全体の交換が必要になってしまうことも十分に考えられる。つまり、誤挿入時におけるコネクタの破損防止まで想定したものではない。

そこで、本発明は、機能を拡張するための周辺機器やデバイスを接続するためのコネクタを備えた電気機器において、上下や左右を逆向きに誤挿入した場合でもコネクタが破損することを防止できるようにすることを目的とする。

本発明の電気機器は、他の電気機器又はデバイス側におけるコネクタの挿入を受け入れて前記他の電気機器又はデバイスと電気的に接続するとともに、コネクタの挿抜方向にスライド可能に設けられたコネクタ部と、該コネクタがコネクタ部に挿入される際、前記コネクタが挿入方向と逆の方向に押し出されるように所定の力でコネクタ部を付勢する付勢手段と、を有し、コネクタ部に所定の力以上の力が加わったとき挿入方向にコネクタ部がスライドするとともに、コネクタ部に加わる力がなくなったとき挿入方向と逆方向にスライドするように構成されており、コネクタ部が、該コネクタの挿抜方向に沿って段差が設けられた段差部を有し、付勢手段が、段差部の段差に当接するように位置するストッパ部を有し、段差部が、第１の段差と該第１の段差より機器外側に位置する第２の段差とを有するとともに、第２の段差から第１の段差にかけて先細りとなるような傾斜面が形成されているように構成されたものである。

また、上記の電気機器において、コネクタ部に所定の力以上の力が加わったときストッパ部と第１の段差との当接が解除されるものであってもよい。

また、上記の電気機器において、付勢手段が、ストッパ部と第１の段差との当接が解除されストッパ部が傾斜面に位置しているとき、段差部を挿抜方向に垂直な方向に付勢するものであってもよい。

本発明によれば、機能を拡張するための周辺機器やデバイスを接続するためのコネクタを備えた電気機器において、上下や左右を逆向きに誤挿入した場合でもコネクタが破損することを防止することが可能となる。

本発明の実施形態（第１）における電気機器側及びケーブル側のコネクタ構造を示した図である。 本発明の実施形態（第１）においてコネクタの正常挿入状態を説明する図である。 本発明の実施形態（第１）においてコネクタの誤挿入状態を説明する図である。 本発明の実施形態（第２）における電気機器側のコネクタ構造を示した図である。 本発明の実施形態（第３）における電気機器側のコネクタ構造を示した図である。

本発明では、他の電気機器やデバイスと電気的に接続するためにケーブル側のコネクタの挿入を受け入れるコネクタ部が、ケーブル側のコネクタの挿抜方向にスライド可能に設けられ、上下逆方向の挿入等、無理な力が加わったときに機器側のコネクタを破損しないようにスライドするように構成している。また、ケーブル側のコネクタが機器側のコネクタに挿入される際、機器側のコネクタを挿入方向と逆の方向に所定の力で付勢する付勢手段を有しており、誤挿入状態が解消されたときに初期状態に戻るように構成されている。これらの構成の実現例としてはいくつか挙げられるが、以下、それらについて図面を参照して本発明の実施形態として説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態における電気機器側及びケーブル側のコネクタ構造を示した図で、図１（ａ）は電気機器側のコネクタ構造を表し、図１（ｂ）はケーブル側のコネクタ構造を表す。図１（ａ）、図１（ｂ）とも、左側の図が側面図、右側の図が正面図である。

電気機器側のコネクタは、図１（ａ）に示すように、機器筐体におけるコネクタ収容部１内に機器コネクタ部２及びストッパリカバ部３が収容されて構成されている。コネクタ収容部１は、機器コネクタ部２を収容でき、かつ、機器コネクタ部２がケーブル側コネクタの挿入方向に所定の距離だけスライドできる空間を持つ、中空状の形状をなしている。また、コネクタ収容部１は、ケーブル側コネクタの挿入方向と垂直な方向の１つ面の一部領域が切り取られている（図では、下側一部が切り取られ、断面が略Ｃ字形状となっている）。そして、該１つの面における残っている領域により、機器コネクタ部２が重力方向に落ちずに支持され、機器コネクタ部２の一部が機器外に露出した状態でスライドできるようになっている。

機器コネクタ部２は、本体部２１、ケーブル側のコネクタの端子（後述する端子部５２）の挿入を受け入れて電気的に接続する端子接続部２２を有する。端子接続部２２は、本体部２１に端子部５２と嵌合する孔が形成され、その孔の奥に機器側の端子が設けられている。本体部２１は、断面（挿入方向と直交する面）が略凸形状の多角柱から一部領域を切り取った形状となっている（図では、下側一部がケーブル側コネクタの挿入方向に向かって略斜めに切り取られた形状となっている）。また、本体部２１の１つの面（図では下側の面）において、第１の段差２３、第２の段差２５、両段差を結ぶ斜面２４が形成されている。

ストッパリカバ部３は、突起部３１及び板片部３２を有する。突起部３１は、第１の段差２３や第２の段差２５と当接して、機器コネクタ部２のケーブル側コネクタの挿入方向へのスライドを係止する。板片部３２は、ケーブル側コネクタの挿入方向と垂直な方向（図では上下方向）に弾性を持つ。

ケーブル側のコネクタは、図１（ｂ）に示すように、ケーブル４の一端にケーブルコネクタ部５が取り付けられて構成されている。ケーブルコネクタ部５は、本体部５１、電気機器側における端子接続部２２に差し込まれて電気的に接続する端子部５２を有する。

図２は、本実施形態におけるコネクタの正常挿入状態を説明する図である。図２（ａ）に示すように、ケーブル側のコネクタが正常な向きで電気機器側のコネクタに差し込まれると、図２（ｂ）に示すように、ケーブル側コネクタの端子部５２が電気機器側コネクタの端子接続部２２の孔に嵌合して奥まで挿入され、端子同士が接触して電気的に接続される。

電気機器側のコネクタでは、ストッパリカバ部３の突起部３１が機器コネクタ部２の第１の段差２３と当接し、正常な向きでの挿入に必要な力がかかるまで初期状態（図２（ａ）の機器コネクタ部２の状態）を維持する。図２では正常な向きで挿入しているため、機器コネクタ部２が挿入方向にスライドすることなく、初期状態を維持したままコネクタが奥まで差し込まれる。

図３は、本実施形態におけるコネクタの誤挿入状態を説明する図である。図３（ａ）に示すように、ケーブル側のコネクタが上下逆向きで電気機器側のコネクタに差し込まれると、図３（ｂ）に示すように、ケーブル側コネクタの端子部５２は電気機器側コネクタの端子接続部２２の孔に嵌合せず奥まで挿入されないため、端子同士は接触せず電気的に接続されない。また、規定以上の力（正常な向きでの挿入に必要な力）でケーブル側のコネクタが差し込まれた場合、機器コネクタ部２が挿入方向に所定の距離だけスライドする。

電気機器側のコネクタでは、先に述べたように、初期状態においてストッパリカバ部３の突起部３１が機器コネクタ部２の第１の段差２３と当接しているが、正常な向きでの挿入に必要な力以上の力が挿入方向にかかると第１の段差２３における当接が解除される。そして、機器コネクタ部２は、差し込まれる力に従って、突起部３１が第２の段差２５と当接するまで挿入方向にスライドする。突起部３１が第２の段差２５に当接した後、正常な向きでの挿入に必要な力を超える力がいくらかかっても該当接は維持され、これ以上のケーブル側コネクタの挿入ができない状態となる。

一方、図３（ｃ）に示すように、逆向きに挿入したケーブル側コネクタが抜かれたとき、図３（ｄ）に示すように、機器コネクタ部２は、板片部３２の付勢力により、図３（ｃ）の状態の位置から初期状態の位置への徐々にスライドして戻る。

ストッパリカバ部３は、初期状態では図３（ａ）のような位置にあるが、挿入方向にスライドした場合（例えば図３（ｃ））には、突起部３１が初期状態の位置と比べて挿入方向と垂直な方向（図では下方向）に位置する。そして、突起部３１は、板片部３２の弾性により初期状態に戻ろうとするため、斜面２４を押し付ける。斜面２４は挿入方向に下がっていくような傾斜が形成されていることから、斜面２４を押し付ける力が挿入方向と反対の方向に分散し、機器コネクタ部２が挿入方向と反対の方向にスライドして初期状態の位置に戻る。

［実施形態２］
図４は、本発明の第２の実施形態における電気機器側のコネクタ構造を示した図で、図４（ａ）はコネクタの正常挿入状態（あるいは初期状態）を表し、図４（ｂ）はコネクタの誤挿入状態を表す。本発明の第２の実施形態は、ストッパリカバ部が機器コネクタ部の一部として設けられるとともに、２つの段差及び斜面を有する係止部材が機器筐体内の奥（機器コネクタ部の位置より内側）に設置されている。

電気機器側のコネクタは、図４（ａ）に示すように、機器筐体におけるコネクタ収容部１内に機器コネクタ部６、係止部材７が収容されて構成されている。コネクタ収容部１は実施形態１と同様であるため説明を省略する。

機器コネクタ部６は、本体部、端子接続部を有し（図示は省略している）、機器内部側の端部で挿入方向と垂直な方向の両端（図では上下両端）において、突起部６３及び板片部６４からなるストッパリカバ部が形成されている。当該ストッパリカバ部は、実施形態１のストッパリカバ部３に相当するものである。突起部６３は、後述する第１の段差７１や第２の段差７３と当接して、機器コネクタ部６のケーブル側コネクタの挿入方向へのスライドを係止する。板片部６４は、ケーブル側コネクタの挿入方向と垂直な方向（図では上下方向）に弾性を持つ。

係止部材７は、四角柱から筐体側面と対向する側面を一部領域切り取った形状となっている（図では、機器コネクタ部６に対向する方向に向かって略斜めに切り取られた形状となっている）。また、本体部２１の両方の側面（図では上下の面）において、第１の段差７１、第２の段差７３、両段差を結ぶ斜面７２が形成されている。

本実施形態においても、コネクタの正常挿入時や誤挿入時の動作は実施形態１と同様である。ケーブル側のコネクタが正常な向きで電気機器側のコネクタに差し込まれると、機器コネクタ部６が挿入方向にスライドすることなくケーブル側コネクタの端子部が電気機器側コネクタの端子接続部の孔に挿入する。他方、ケーブル側のコネクタが上下逆向きで電気機器側のコネクタに差し込まれると、機器コネクタ部６が挿入方向に所定の距離だけスライドし、逆向きに挿入したケーブル側コネクタが抜かれたとき、機器コネクタ部６が板片部６４の付勢力により初期状態の位置への徐々にスライドして戻る。

［実施形態３］
図５は、本発明の第３の実施形態における電気機器側のコネクタ構造を示した図で、図５（ａ）はコネクタの正常挿入状態（あるいは初期状態）を表し、図５（ｂ）はコネクタの誤挿入状態を表す。本発明の第３の実施形態は、ストッパリカバ部や係止部材を用いずに、バネ等の付勢手段を用いて、無理な力が加わったときに機器側のコネクタを破損させない構成や、誤挿入状態が解消されたときに初期状態に戻す構成を実現している。

電気機器側のコネクタは、図５（ａ）に示すように、機器筐体におけるコネクタ収容部１内に機器コネクタ部８、バネ９、バネ支持部材１０が収容されて構成されている。コネクタ収容部１は実施形態１と同様であるため説明を省略する。

機器コネクタ部８は、本体部、端子接続部を有する（図示は省略している）。機器内部側の端部において、３つのバネ９ａ、９ｂ、９ｃが取り付けられている。

弾性を有するバネ９は、両端が機器コネクタ部８とバネ支持部材１０に取り付けられており、ケーブル側コネクタの挿入方向と反対の方向に付勢力を持つ。バネ９の付勢力は、正常な向きでの挿入に必要な力が機器コネクタ部８にかかっても初期状態を維持するだけの力である。

ケーブル側のコネクタが正常な向きで電気機器側のコネクタに差し込まれると、機器コネクタ部６が挿入方向にスライドすることなくケーブル側コネクタの端子部が電気機器側コネクタの端子接続部の孔に挿入する。他方、ケーブル側のコネクタが上下逆向きで電気機器側のコネクタに差し込まれると、バネ９が押され圧縮して機器コネクタ部６が挿入方向に所定の距離だけスライドし、逆向きに挿入したケーブル側コネクタが抜かれたとき、機器コネクタ部６がバネ９の付勢力により初期状態の位置への徐々にスライドして戻る。

機器コネクタ部８は、逆向きに挿入したケーブル側コネクタが抜かれたとき、バネ９の付勢力により挿入逆方向に所定の勢いでスライドするが、例えばコネクタ収容部１内に係止部が設けられ、該係止部により、初期状態から機器外側にはスライドしないようになっている。当該係止部は、機器コネクタ部８側に設けてもよいし、双方に設けてもよい。実施形態１や２についても同様である。

なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。

例えば、本発明は、機能を拡張するための周辺機器やデバイスを接続するためのコネクタを備えた電気機器に適用することができ、このような電気機器としては、ＰＣやサーバ等の情報処理装置、ビデオレコーダ等の映像再生記録装置、またテレビ受信装置等が挙げられる。

また、上記の実施形態では、断面が略凸形状のコネクタで説明したが、これに限られず、ＵＳＢコネクタ、ｉｅｅｅ １３９４コネクタ、シリアル・ポート、パラレル・ポートといった種々のコネクタに適用することができる。

１ コネクタ収容部
２，６，８ 機器コネクタ部
３ ストッパリカバ部
４ ケーブル
５ ケーブルコネクタ部
７ 係止部材
９ バネ
１０ バネ支持部材
２１，５１ 本体部
２２ 端子接続部
２３，７１ 第１の段差
２４，７２ 斜面
２５，７３ 第２の段差
３１，６３ 突起部
３２，６４ 板片部
５２ 端子部

Claims (3)

1. 他の電気機器又はデバイス側におけるコネクタの挿入を受け入れて前記他の電気機器又はデバイスと電気的に接続するとともに、前記コネクタの挿抜方向にスライド可能に設けられたコネクタ部と、
   前記コネクタが前記コネクタ部に挿入される際、前記コネクタが挿入方向と逆の方向に押し出されるように所定の力で前記コネクタ部を付勢する付勢手段と、
   を有し、
   前記コネクタ部に前記所定の力以上の力が加わったとき前記挿入方向に前記コネクタ部がスライドするとともに、前記コネクタ部に加わる力がなくなったとき前記挿入方向と逆方向にスライドするように構成されており、
   前記コネクタ部は、前記コネクタの挿抜方向に沿って段差が設けられた段差部を有し、
   前記付勢手段は、前記段差部の段差に当接するように位置するストッパ部を有し、
   前記段差部は、第１の段差と前記第１の段差より機器外側に位置する第２の段差とを有するとともに、前記第２の段差から前記第１の段差にかけて先細りとなるような傾斜面が形成されていることを特徴とする電気機器。
2. 前記コネクタ部に前記所定の力以上の力が加わったとき前記ストッパ部と前記第１の段差との当接が解除されることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記付勢手段は、前記ストッパ部と前記第１の段差との当接が解除され前記ストッパ部が前記傾斜面に位置しているとき、前記段差部を前記挿抜方向に垂直な方向に付勢することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気機器。

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