(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記複数の第1の導電性部材が、第1の中央導電性部材と、第1の側部導電性部材と、を含み、前記第1の中央導電性部材の前記嵌合端部は、前記スイッチボタンの上面に露出し、前記第1の側部導電性部材の前記嵌合端部は、前記嵌合部を包囲し、該嵌合部の前記外周面上に露出される、請求項1に記載の第1のコネクタ。
前記第1の中央導電性部材が、前記嵌合端部から延在する接続端部と、該接続端部に移動可能に接触するブリッジ部材と、を更に備え、該ブリッジ部材のテールは、前記ベース部から下方に延在する、請求項2に記載の第1のコネクタ。
前記複数の第1の導電性部材は、3つの第3の側部導電性部材を含み、該3つの第3の側部導電性部材の前記嵌合端部は、円弧形状であり、前記嵌合部の前記外周に等間隔で配置されている、請求項1に記載の第1のコネクタ。
前記複数の第2の導電性部材が、第2の中央導電性部材と、第2の側部導電性部材と、を含み、前記第2の中央導電性部材の前記接触端部は、前記収容溝の底部から上方に突出し、前記第2の側部導電性部材の前記接触端部は、前記収容溝の内周壁に露出される、請求項7に記載の第2のコネクタ。
前記複数の第2の導電性部材は、3つの第2の側部導電性部材を含み、該3つの第2の側部導電性部材の前記接触端部が、直角二等辺三角形に配置され、前記収容溝の前記内周壁に露出している、請求項7に記載の第2のコネクタ。
請求項1〜6のいずれか1項に記載の前記第1のコネクタと、請求項7〜9のいずれか1項に記載の前記第2のコネクタと、を備え、前記第1のコネクタの前記嵌合部が、前記第2のコネクタの前記収容溝に対応して挿入され、前記第1の磁気吸引リング及び前記第2の磁気吸引リングは、前記第1の導電性部材と前記第2の導電性部材との間の電気的接続を維持するように磁気吸引される、電気コネクタアセンブリ。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示は、様々な形式の実施形態にも適用可能であるが、図面に示され、本明細書中で詳細に説明されている実施形態は、本開示が、本開示の原理の例証であるとみなされるべきことを理解するための単なる特定の実施形態であり、本開示を、例示された実施形態に限定することを意図していない。
【0011】
このように、ある特徴に対する言及は、本開示の1つの実施形態のある特徴を説明することを意図されており、本開示の全ての実施形態が、説明された特徴を有しなければならないことを意味していない。更に、記載はいくつかの特徴を例示していることに留意するべきである。特定の特徴を組み合わせて潜在的なシステム設計が例示され得るが、それらの特徴は、明示的に記載されていない他の組み合わせにおいても使用することができる。したがって、記載されている組み合わせは、特に指示がない限り、限定的であることを意図しない。
【0012】
図面に例示された実施形態では、本開示の様々な構成要素の構造や移動を説明するために使用されている上、下、左、右、前、及び後などの方向の表現は、絶対的ではなく、相対的である。これらの表現は、構成要素が、図中に示された位置にあるときに、適切である。しかしながら、構成要素の位置の説明が変化する場合、これらの表示はそれに応じて変更されるべきである。
【0013】
以下、本開示の好ましい実施形態を、本開示の図面と組み合わせて更に詳細に説明する。
【0014】
第1の実施形態
図1〜
図4を参照すると、本実施形態の電気コネクタアセンブリ100は、第1のコネクタ1と、第1のコネクタと嵌合する第2のコネクタ2と、を備える。第1のコネクタ1は、好ましくは、Bluetoothヘッドセットなどの小型電子デバイスに特に好適なデバイス端部に装着される。第2のコネクタ2は、好ましくはケーブル端部に取り付けられ、充電器で使用される。使用時には、第1のコネクタ1と第2のコネクタ2とが互いに協働して嵌合され、第2のコネクタ2は外部電源の電力を第1のコネクタ1に伝達し、それによって第1のコネクタ1を装着した電子デバイスを充電する。
【0015】
簡便な説明のために、互いに嵌合された第1のコネクタ1及び第2のコネクタ2の端部の方向は、「上方」と定義され、上端から離れる方向は「下方」である。
【0016】
図4〜
図6を参照すると、第1のコネクタ1は、絶縁ベース11と、絶縁ベース11に固定された2つの第1の導電性部材12と、絶縁ベース11を被覆する第1の磁気吸引リング13と、絶縁ベース11内に固定されたスイッチアセンブリ14と、を備える。
【0017】
絶縁ベース11は、ベース部111と、ベース部111から上方に突出する嵌合部112と、上下動できるスイッチボタン113と、を備える。
【0018】
ベース部111と嵌合部112とは、一体形成されていることが好ましく、絶縁性プラスチックを射出成形することによって一体構造となる。ベース部111及び嵌合部112の両方は、円筒形であり、同軸状である。ベース部111の半径は、嵌合部112の半径よりも大きく、この半径は、実質的に階段状構造として構成された絶縁ベース11の輪郭を形成する。
【0019】
嵌合部112の上面は、下方に陥凹して、上部受容溝1121を形成する。ベース部111の下面もまた、陥凹して、下部受容溝1111を形成する。上部受容溝1121は、比較的大きな直径を有し、下部受容溝1111は比較的小さい直径を有し、上部受容溝1121及び下部受容溝1111は上下方向に連通し、段差面は、上部受容溝1121と下部受容溝1111との間の境界に形成される。ベース部111の下面には、好ましくは更に案内溝1112が設けられている。案内溝1112は、下部受容溝1111に隣接して設けられ、案内溝1112と下方受容溝1111とは互いに連通する。案内溝1112の深さは、下部受容溝1111の深さよりも大きい。
【0020】
スイッチボタン113は、嵌合部112の上部受容溝1121内に取り付けられ、上部受容溝1121に沿って上下動できる。スイッチボタン113の外周面及び上部受容溝1121の内壁は、それらの間に隙間嵌めを有し、その結果、スイッチボタン113は上下動できる。スイッチボタン113は、好ましくは、上部受容溝1121から外に延在する。スイッチボタン113の下端には陥凹溝1131が設けられている。
【0021】
更に
図4〜
図6を参照すると、スイッチアセンブリ14は、絶縁ベース11の上部受容溝1121及び下部受容溝1111内に取り付けられる。スイッチアセンブリ14は、ベース本体141と、ベース本体141内に固定されたスイッチ部材142と、スイッチ部材142のオンオフ状態を制御するために使用される電気接点部品143と、電気接点部品143と固定接続されたプッシュロッド144と、プッシュロッド144を被覆するバネ145と、を備える。
【0022】
ベース本体141は、絶縁材料で作製され、内部に上下方向に貫通する階段状の貫通溝1412が設けられている。スイッチ部材142、電気接点部品143及びプッシュロッド144が、貫通溝1412内に下方から上方に順次取り付けられている。スイッチ部材142は、貫通溝1412内に固定され、スイッチ部材142のスイッチ端子1421は、回路基板に接続するために、ベース本体141から下方に延在する。電気接点部品143及びプッシュロッド144は、上下動でき、貫通溝1412に設けられている。
【0023】
ベース本体141の中央部分の外周には、絶縁ベース11内にベース本体141が取り付けられたときに外向きに突出するフランジ1411が設けられており、フランジ1411は、上部受容溝1121と下部受容溝111との間の境界で段差面に当接し、それにより、絶縁ベース11内のベース本体141の取り付け位置の正確な位置決めを容易にする。ベース本体141の下面は、ベース部分111の下面と概ね面一である。ベース本体141の上端は、スイッチボタン113の陥凹溝1131内に延在する。プッシュロッド144の上端は、ベース本体141を越えて上方に延在し、スイッチボタン113と固定接続されている。
【0024】
スイッチボタン113が押されると、スイッチボタン113は、上部受容溝1121に沿って下方に移動し、プッシュロッド144及び電気接点部品143をスイッチ部材142に向かって押し、プッシュロッド144及び電気接点部品143が押されて定位置になると、電気接点部品143はスイッチ部材142に接触し、それによってスイッチ部材142のオン状態又はオフ状態を変更する(すなわち、スイッチング機能を達成する)ことができる。また、バネ145の反発により、スイッチボタン113は、スイッチボタン113の元の位置に上向きに戻り、次のプッシュ操作を受け入れる。
【0025】
図4に示すように、第1の磁気吸引リング13は円形であり、嵌合部112の外周を固定的に被覆し、ベース部111の上面に接触する。第1の磁気吸引リング13の高さは、嵌合部112の高さよりも小さく、したがって、嵌合部112の上端部が第1の磁気吸引リング13を越えて延在するようにさせる。
【0026】
第1の磁気吸引リング13は、フェライト磁石又はネオジム鉄ボロン磁石などの磁石であってもよい。第1の磁気吸引リング13はまた、強磁性材料(例えば、軟鉄、シリコン鋼、ニッケル鉄合金など)で作製された金属リングであってもよい。第1の磁気吸引リング13は、好ましくは、強磁性材料で作製された金属リングであり、磁気的ではないか、又は磁気特性が弱く、結果として、第1のコネクタ1が電子デバイス内に取り付けられると、第1の磁気吸引リング13は、電子デバイスの磁気要素と干渉せず、電子デバイスの性能が保証される(guaranted )。
【0027】
図4〜
図6を共に参照すると、2つの第1の導電性部材12は、それぞれ、第1の中央導電性部材121及び第1の側部導電性部材122である。
【0028】
第1の中央導電性部材121は、嵌合端部1211と、嵌合端部1211に接続された接続端部1213と、接続端部1213に摺動可能に接触するブリッジ部材1212と、を備える。
【0029】
ブリッジ部材1212は、長尺ストリップ形状であり、インサート成形プロセス又は組み立て方法によって絶縁ベース11の案内溝1112に挿入され、ベース部111及び嵌合部112と係合して固定されてもよい。ブリッジ部材1212のテール12122は、回路基板(図示せず)と電気的に接続するために、ベース部111から下方に更に延在する。
【0030】
嵌合端部1211は円形部品であり、スイッチボタン113に埋め込まれ、第2のコネクタ2と電気的に接続するためにスイッチボタン113の上面に露出される。嵌合端部1211の上面は、スイッチボタン113の上面と面一である。嵌合端部1211は、より大きな接触面積を有し、電気的接続の信頼性を促進する。
【0031】
接続端部1213は、スイッチボタン113に部分的に埋め込まれた長尺のストリップ形状である。接続端部1213は、嵌合端部1211の側縁部から下方に延び、スイッチボタン113を越えて延在する。接続端部1213の下端は、外側に突出する突出部1215を有し、突出部1215は、アーチ形状であり、弾性を有し、ブリッジ部材1212に弾性的に当接する。
【0032】
第1の中央導電性部材121の嵌合端部1211及び接続端部1213は、インサート成形によってスイッチボタン113と統合され得る。スイッチボタン113が上下動すると、接続端部1213の突出部1215及びブリッジ部材1212は、電気的接続を維持するために、摺動可能に上下に接触することができる。
【0033】
第1の側部導電性部材122は、円筒形である嵌合端部1221と、長尺ストリップ形状のテール1222とを備える。嵌合端部1221は、嵌合部112を包囲し、嵌合部112上に設けられ、第2のコネクタ2と電気的に接続するために嵌合部112の外周面上に露出される。テール1222は、嵌合端部1221から下方に延在するはんだ付け脚部であり、嵌合端部1221の下端に接続され、嵌合部112の側縁部に沿って下方に延在し、テール1222は、ベース部111を下方に通過し、回路基板と接続するためにベース部111の下面を越えて延在する。
【0034】
第1の側部導電性部材122はまた、インサート成形プロセス又は組み立て方法によって、ベース部111及び嵌合部112と係合することもできる。
【0035】
第1コネクタ1の組み立てプロセスは、一般的には以下の通りである。インサート成形プロセスによって、嵌合端部1211及び第1の中央導電性部材121の接続端部1213を有するスイッチボタン113を形成する工程と、インサート成形プロセスによって、ブリッジ部材1212及び第1の側部導電性部材122を有するベース部111及び嵌合部112を形成する工程と、スイッチボタン113及び組み立てられたスイッチアセンブリ14を接続及び固定する工程と、スイッチボタン113及び組み立てられたスイッチアセンブリ14を、ベース部111及び嵌合部112に上下から取り付ける工程と、上部受容溝1121内に受容されたスイッチボタン113を作製する工程と、第1の中央導電性部材121の接続端部1213を案内溝1112内に延在させ、ブリッジ部材1212と摺動可能に接触させる工程。
【0036】
図4、
図7及び
図8を参照すると、第2のコネクタ2は、絶縁体21と、絶縁体21に固定された2つの第2の導電性部材22と、絶縁体21の外周を被覆する第2の磁気吸引リング23と、第2の磁気吸引リング23の外周を更に被覆するカバー24と、を備える。
【0037】
絶縁体21は、インサート成形工程によって、2つの第2の導電性部材22と共に形成されることが好ましい。絶縁体21は、ベース212と、ベース212から上方へ突出する突出部211と、を備える。突出部211及びベース212は、両方とも円筒状であり、突出部211の半径は、絶縁体21が段差構造を形成するように、ベース212の半径よりも小さい。突出部211の上面は、陥凹して収容溝213を形成し、収容溝213は、円形であり、収容溝213の軸は、突出部211の軸と一致している。
【0038】
第2の磁気吸引リング23は円形であり、突出部分211の外周を固定的に被覆し、ベース212の上面と接触し、第2の磁気吸引リング23の外周面は、ベース212の外周面と面一である。第2の磁気吸引リング23の高さは、突出部211の高さよりもわずかに小さく、このことによって、突出部分211が、第2の磁気吸引リング23を越えてわずかに延在するようにする。
【0039】
第2の磁気吸引リング23は、フェライト磁石又はネオジム鉄ボロン磁石などの磁石であってもよい。第2の磁気吸引リング23はまた、強磁性材料(例えば、軟鉄、シリコン鋼、ニッケル鉄合金など)で作製された金属リングであってもよい。第2の磁気吸引リング23は、好ましくは磁石である。
【0040】
カバー24は、円筒形の周壁241と、円形であり、周壁241の上端に接続された端壁242と、を備える。周壁241は、第2の磁気吸引リング23の外周を被覆し、第2の磁気吸引リング23の下面を越えて下向きに延在して、ベース212の外周を更に被覆する。端壁242は、第2の磁気吸引リング23の上面を覆っており、端壁242の上面は、突出部211の上面と面一である。
【0041】
2つの第2の導電性部材22は、それぞれ、第2の中央導電性部材221及び第2の側部導電性部材222である。
【0042】
図4を参照すると、第2の中央導電性部材221は、絶縁体21の中心に挿入され、絶縁体21の中心に固定されている。第2の中央導電性部材221は、好ましくはポゴピン(スプリングプローブ)であり、先端部2212と、先端部2212上に固定されたスリーブ2213と、スリーブ2213内に取り付けられたバネ2214と、接触端部2211と、を備え、接触端部2211は、バネ2214によって先端部2212に対して弾性的に上下動できる。ベース212に固定された先端部2212は、またベース212の表面から下方に突出する。スリーブ2213は絶縁体21に挿入される。接触端部2211は、スリーブ2213から上方に延在して、収容溝213の底部から上方に突出し、収容溝213内に露出される。
【0043】
第2の側部導電性部材222は、実質的にストリップ形状であり、絶縁体21の側縁部に固定されている。第2の側部導電性部材222は、収容溝213の内周壁に露出した接触端部2221を備え、先端部2222は、ベース212を越えて下方に延在する。接触端部2221は弾性を有し、先端部2222に対して絶縁体21の軸に向かって突出して、接触端部2221が収容溝213の内周壁からわずかに突出するようにする。
【0044】
図1〜
図4を組み合わせると、第1のコネクタ1と第2のコネクタ2とが互いに嵌合している場合には、第1のコネクタ1を充電コネクタとして用いることが好ましい。第1のコネクタ1の嵌合部112は、第2のコネクタ2の収容溝213に挿入され、第1の側部導電性部材122の嵌合端部1221は、第2の側部導電性部材222の接触端部2221と電気的に接続され、第1の中央導電性部材121の嵌合端部1211は、第2の中央導電性部材221の接触端部2211と電気的に接続され、その結果、第2のコネクタ2は、第1のコネクタ1に電力を供給することができ、それにより、次に第1のコネクタ1を備えた電子デバイスを充電する。第1の側部導電性部材122の嵌合端部1221は円形であり、嵌合部112の外周に露出しているので、嵌合部112は、収容溝213内の嵌合部112の回転にかかわらず、嵌合端部1221と接触端部2221との間の電気的接続を維持することができ、それによって、360度の嵌合及び充電の機能を達成することができる。第1のコネクタ1の第1の磁気吸引リング13及び第2のコネクタ2の第2の磁気吸引リング23は、磁気吸引されて、第1の導電性部材12と第2の導電性部材22との間の電気的接続を維持する。
【0045】
第1のコネクタ1が第2のコネクタ2に接続されていない場合、第1のコネクタ1は、スイッチコネクタとして使用され、スイッチボタン113は、スイッチ部材142のオン状態又はオフ状態を制御し、スイッチ機能を実現するために、ユーザーの押圧を受け入れることができる。
【0046】
第2の実施形態
図9〜
図12を参照すると、第1の実施形態のように、本実施形態の電気コネクタアセンブリ100aはまた、互いに一致する第1のコネクタ1a及び第2のコネクタ2aを備える。第1のコネクタ1aは、スイッチ機能及び充電機能を統合する。
【0047】
図12〜
図14を参照すると、第1のコネクタ1aの構造は、第1の実施形態の第1のコネクタ1の構造と実質的に同じであり、第1のコネクタ1aはまた、絶縁ベース11aと、絶縁性ベース11aに固定された複数の第1の導電性部材12aと、絶縁性ベース11aを被覆する第1の磁気吸引リング13aと、絶縁ベース11a内に固定されたスイッチアセンブリ14aと、を備える。
【0048】
第1の実施形態と同様に、絶縁ベース11aは、ベース部111aと、部分ベース111aから上方に突出する嵌合セクション112aと、上下動できるスイッチボタン113aと、を備える。スイッチボタン113aは、嵌合部112aの上部受容溝1121aに沿って上下動できる。スイッチアセンブリ14aは、ベース本体141aと、ベース本体141a内に固定されたスイッチ部材142aと、スイッチ部材142aのオンオフ状態を制御するために使用される電気接点部品143aと、電気接点部品143aと固定接続されたプッシュロッド144aと、プッシュロッド144aを被覆するバネ145と、を備える。スイッチアセンブリ14aは、上部受容溝1121a内に取り付けられ、絶縁ベース11aの下部受容溝1111aは、スイッチボタン113の上下動によってスイッチ機能を実現する。第1の磁気吸引リング13aは、嵌合部112aを被覆する。
【0049】
第1の実施形態との相違は、本実施形態では、第1の導電性部材12aの数が3個であり、第1の導電性部材12aが全て第3の側部導電性部材123aであり、第1の中央導電性部材121を含まないことである。
【0050】
第3の側部導電性部材123aは、円弧形状である嵌合端部1231aと、長尺ストリップ形状のテール1232aと、を備える。
図10を参照すると、3つの第3の側部導電性部材123は、嵌合部112aの外周に沿って均等に分配され、3つの第3の側部導電性部材123aの嵌合端部1231aは全て、嵌合部112aの外周に露出し、嵌合部112aの外周面と面一であり、各嵌合端部1231aは、嵌合部112aの弧表面の約120度を占める。2つの隣接する第3の側部導電性部材123aの嵌合端部1231aは、それらの間にわずかな間隙を有する。
図12を参照すると、テール1232aは、嵌合端部1231aから、嵌合部112aの側縁部に沿って下方に延在し、ベース部111aを通過し下方に延出する。
【0051】
第1のコネクタ1aでは、第1の実施形態のように、スイッチボタン113a上に中央導電性部材を埋め込む必要がなくなる。
図12及び
図14を参照すると、円筒形の協働部1132aが、スイッチボタン113aの陥凹溝1131a内に設けられ、協働部1132aは、スイッチアセンブリ14aのプッシュロッド144aが協働部1132a内に延在することを可能にし、同時に、協働部1132aは、スイッチアセンブリ14aのベース本体141aの貫通溝1412a内に延在し、スイッチボタン113aの上下動をより安定させる。
【0052】
図12、
図15及び
図16を参照すると、本実施形態において、第2のコネクタ2aの構造は、第1の実施形態における第2のコネクタ2の構造と実質的に同じであり、第2のコネクタ2aは、絶縁体21aと、絶縁体21aに固定された複数の導電性部材22aと、絶縁体21aの外周を被覆する第2の磁気吸引リング23aと、第2の磁気吸引リング23aの外周を更に被覆するカバー24aと、を備える。絶縁体21aの上面は、下方に陥凹して、収容溝213aを形成する。
【0053】
第1の実施形態との相違は、本実施形態では、第2の導電性部材12aの数が3個であり、第2の導電性部材12aが全て第2の側部導電性部材123aであり、第2の中央導電性部材221を含まないことである。
【0054】
第2の側部導電性部材222aの構造は、第1の実施形態における第2の側部導電性部材222の構造と実質的に同じである。
図10及び
図12を参照すると、3つの第2の側部導電性部材222aは、絶縁体21aの側縁部に固定され、直角二等辺三角形に配置されている。3つの第2の側部導電性部材222aの接触端部2221aは、絶縁体21aの収容溝213aの内壁にそれぞれ露出しており、3つの第2の側部導電性部材222aの先端部2222aは、絶縁体21aの突出部211aの側縁部に沿って下方に延在し、絶縁体21aのベース212aを越えて延在する。収納溝213aの内壁に沿った周方向において、三角形の腰部側に対応する2つの接触端部2221a間の円周角は90度であり、三角形の底縁に対応する2つの接触端部2221a間の円周角は180度である。各接触端部2221aの幅は、第1のコネクタ1aの2つの隣接する第3の側部導電性部材123aの嵌合端部1231a間の間隔よりも小さい。
【0055】
本実施形態の第1のコネクタ1a及び第2のコネクタ2aが互いに嵌合すると、第1のコネクタ1aの嵌合部112aは、第2のコネクタ2aの収容溝213aに挿入される。第1のコネクタ1aは、第1のコネクタ1aが収容溝213a内に任意の角度で位置決めされているかにかかわらず、3つの第3の側部導電性部材123aのうちの2つの嵌合端部1231aと第2のコネクタ2aの3つの第2の側部導電性部材222aのうちの2つの接触端部2221aとの間の対応する接触を確実にすることができ、その結果、回路がチップを制御し、360度の嵌合及び充電の機能が達成されることによって、充電を行うことができる。第1のコネクタ1が第2のコネクタ2に接続されていない場合、第1コネクタ1をまた、スイッチコネクタとして用いてもよい。
【0056】
上述の実施形態によれば、本開示では、第1のコネクタ1/1a及び第2のコネクタ2/2aの両方は、360度の嵌合及び充電の機能を達成することができ、ブラインド嵌合機能を有し、これはユーザーが使用するのに便利である。第1のコネクタ1/1aは、絶縁ベース11/11a内にスイッチアセンブリ14/14aを取り付け、同時に第1の導電性部材12/12aを備えているため、第1のコネクタ1/1aには、スイッチ機能及び充電機能が同時に統合される。2つの機能は、同時に1つのコネクタに統合され、小型電子デバイスに適用されるとき、このコネクタは、実際の適用状況に従ってスイッチコネクタ又は充電コネクタとして使用することができる。これにより1つのコネクタを省き、小型電子デバイスの適用空間及びコストを節約でき、電子デバイスの小型化を容易にする。第1のコネクタが充電コネクタとして使用されるとき、第1のコネクタ及び第2のコネクタは、磁気吸引によって信頼性のある接続を維持する。
【0057】
上述の内容は、本開示の単なる好ましい実施形態であり、本開示の実施解決策を限定することはできず、当業者は、本開示の主要な概念及び趣旨に基づいて、対応する変形又は修正を都合よく実行することができ、したがって、本開示の保護の範囲は、「特許請求の範囲」の条件によって決定されるであろう。