特表 2022-541425 電気コネクタ及び電気的接続

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-26

(54)【発明の名称】電気コネクタ及び電気的接続

(51)【国際特許分類】

   H01R 13/24 20060101AFI20220915BHJP

   H01R 13/03 20060101ALI20220915BHJP

【ＦＩ】

H01R13/24

H01R13/03 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022501329

(86)(22)【出願日】2020-07-03

(85)【翻訳文提出日】2022-03-10

(86)【国際出願番号】 RU2020050148

(87)【国際公開番号】W WO2021006771

(87)【国際公開日】2021-01-14

(31)【優先権主張番号】2019121376

(32)【優先日】2019-07-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】RU

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519307768

【氏名又は名称】キュビオス インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】オルロフ セミヨン オレゴヴィッチ

(72)【発明者】

【氏名】オシポフ イリヤ ヴィクトロヴィッチ

(57)【要約】

本一群の発明は、電気接点が自身の空洞に配置され、接触孔を有するハウジングを備える電気コネクタと、対応する電気的接続とに関し、例えば可動部品に電気的接続を設ける場合に使用され得る。本発明によれば、電気接点は、磁気ボールと導電性材料で作られた押さえ手段との形態で構成され、押さえ手段は、磁気ボールに対して、ハウジングの接触孔から上記磁気ボールを押し離すように配置される。電気的接続は、一対のそのような電気コネクタを備える。これにより、どちらのコネクタもハウジングよりも突出する電気接点を有することなく、電気的接続の既存の範囲を拡大し、閉位置におけるコネクタ間の電気的接続の信頼性を確保するという技術的結果が得られる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気ボール及び導電性材料で作られたリテーナとして作られた電気接点が自身の空洞に配置され、接触開口部を有する本体を備える電気コネクタであって、前記リテーナが、前記磁気ボールに対して、前記リテーナが前記本体の前記接触開口部から前記ボールを押し離すように配置される、電気コネクタにおいて、前記リテーナが、渦巻き状のばねとして作られ、且つリングセクションを有し、前記リングセクションの内径が前記磁気ボールの直径よりも小さいことを特徴とする、電気コネクタ。

【請求項2】

前記リテーナが反磁性材料で作られることを特徴とする、請求項１に記載の電気コネクタ。

【請求項3】

前記リテーナが強磁性材料で作られることを特徴とする、請求項１に記載の電気コネクタ。

【請求項4】

２つの電気コネクタを備える電気的接続であって、前記２つの電気コネクタのそれぞれが、磁気ボール及び導電性材料で作られたリテーナとして作られた電気接点が自身の空洞に配置され、接触開口部を有する本体を備え、前記リテーナが、前記磁気ボールに対して、前記リテーナが前記本体の前記接触開口部から前記ボールを押し離すように配置される、電気的接続において、各電気コネクタにおける前記リテーナが、渦巻き状のばねとして作られ、且つリングセクションを有し、前記リングセクションの内径が前記磁気ボールの直径よりも小さいことを特徴とする、電気的接続。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この一群の発明は、電気接点が内部に配置され、接触開口部を有する本体を備える電気コネクタ及び対応する電気的接続の分野に関し、例えば、可動細部における電気的接続を確保するために使用され得る。

【背景技術】

【0002】

本一群の発明の第１の態様は、電気コネクタに関する。

【0003】

現在、多種多様な電気コネクタが存在している。最も一般的なタイプの電気コネクタは、プラグ及びソケット式のユニットである。しかしながら、プラグと嵌合するソケットとは交換可能ではない。加えて、コンタクトピンのうちの１つにランダムに電圧が供給され、これらのピンがデフォルトでは覆われていない電気接点であるとき、これらのピンに人が触れて電気回路を閉じる可能性がある。その結果、高電圧の場合には、その人の健康を損なうこともあれば、死に至らしめることさえある。データ送信用の電気的接続の場合には、人の身体が電気接点と接触することにより、デバイスの動作に支障をきたすことがある。電気接点がコネクタ本体よりも突出することが望ましくない場合、接点どうしが係合することなしに電気的接続を確保することは不可能である。

【0004】

本一群の発明の第２の態様は、同一の電気コネクタを２つ一組にしたものを備える電気的接続に関する。コネクタについては上で説明したが、電気的接続も同じ動機に導かれる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、その開示の第１の態様において、主に、電気接点が自身の空洞内に配置され、接触開口部を有する本体を備える電気コネクタを提案することを目的とし、本電気コネクタによれば、解決しようとする技術的課題である、各個々のコネクタがコネクタ本体よりも突出する電気接点を持たないという状態で、電気コネクタの範囲を拡大することができ、閉状態におけるコネクタ間の確実な電気的接続を確保することができる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、電気接点は、導電性材料で作られたリテーナを伴う磁気ボールとして作られる。リテーナは、磁気ボールに対して、リテーナが本体の接触開口部からボールを押し離すような位置に設置される。

【0007】

このような有利な特性により、コネクタが開状態にあるときに、電気接点がコネクタ本体よりも突出することを排除することが可能になる。しかしながら、電気コネクタが同様の電気コネクタに接触すると、確実な接続が形成され、閉回路が形成される。このような電気コネクタの接続では、平行移動又は回転によるいくらかの自由運動が両方のコネクタに許容される。

【0008】

磁気ボールは、互いに向かって短い距離だけ前方に突き出て、電気コネクタの本体の間の間隙を埋めることができる。

【0009】

リテーナがリングを有するばねとして作られ、リングの内径が磁気ボールの直径よりも小さい、本発明の別の任意選択の変形形態が存在する。

【0010】

これらの有利な特徴により、特に、リングセクションが、磁石としっかりと周方向に接触する役割を果たす変形形態で本発明を実現することが可能になる。

【0011】

リングセクションの内径はボールの直径よりも小さいため、ボールは、一点ではなく円に沿ってリングセクションと接触し、これにより、この場所では、電気的接触が良好であることと、接触によるチャタリングが発生しないこととが確保される。

【0012】

本発明の別の変形形態は、リテーナが渦巻き状のばねとして作られる変形形態である。

【0013】

これらの有利な特性により、特に、中央の孔により、どちらかといえば円に近い磁石としっかりと周方向に接触することが確保される変形形態で本発明を実現することも同様に可能になる。

【0014】

本発明の別の変形形態は、渦巻きがリング状のセクションを有し、リング状のセクションの内径が磁気ボールの直径よりも小さい変形形態である。

【0015】

この有利な特性により、上記の特徴を組み合わせることが可能になる。

【0016】

本発明の別の変形形態では、リテーナが反磁性材料で作られる。

【0017】

この有利な特徴により、リテーナと磁気ボールとの間の弱い磁気的相互作用が確保され、これによりボールの回転が容易になる。

【0018】

後者の代替策として、リテーナが強磁性材料で作られる変形形態がある。

【0019】

この有利な特徴により、リテーナと磁気ボールとの間の磁気的相互作用の可能性が確保され、これによりボールの回転は容易にならないが、リテーナとボールとの間の電気的接触が改善される。

【0020】

本発明は、その第２の態様において、２つの電気コネクタを備える電気的接続を提案することを目的とし、２つの電気コネクタのそれぞれが、電気接点が自身の空洞に配置され、接触開口部を有する本体を有する。このような電気的接続により、解決しようとする技術的課題である、各個々のコネクタがコネクタ本体よりも突出する電流接点を持たない状態で、電気的接続の範囲を拡大することが可能になり、閉状態におけるコネクタ間の確実な電気的接続を確保することが可能になる。

【0021】

この目的を達成するために、各電気コネクタの電気接点は、磁気ボール及び導電性材料で作られたリテーナとして作られ、各電気コネクタのリテーナは、リテーナが保持するボールに対して、本体の接触開口部からボールを押し離すように配置される。

【0022】

この有利な特徴により、コネクタが開状態にあるときに、電流接点がコネクタ本体よりも突出することを排除するが、相手方のコネクタに接触したときには、確実な接続が形成され、回路が閉じることが可能になる。このような電気コネクタの接続では、平行移動又は回転によるいくらかの自由運動が両方のコネクタに許容される。

【0023】

磁気ボールは、互いに向かって短い距離だけ前方に突き出て、電気コネクタの本体の間の間隙を埋めることができる。

【0024】

本一群の発明の他の顕著な特徴及び利点は、限定するものとしてではなく説明のために以下に提示され、次の添付の図面を参照する説明において明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明による、相互作用の開始の瞬間における、電気的接続を形成する一対の電気コネクタの概略断面図を示す。

【図2】本発明による、磁気ボールの相互作用後における、電気的接続を形成する一対の電気コネクタの概略断面図を示す。

【図3】本発明による、リテーナの変形形態のうちの１つの概略図を示す。

【図4】本発明による、別バージョンのリテーナにおける、磁気ボールの相互作用後における、電気的接続を形成する一対の電気コネクタの概略断面図を示す。

【図5】本発明による、渦巻き状をした別バージョンのリテーナの概略図を示す。

【図6】本発明による、更に別バージョンのリテーナにおける、磁気ボールの相互作用後における、電気的接続を形成する一対の電気コネクタの概略断面図を示す。

【図7】本発明による、異なる渦巻き状をした別バージョンのリテーナの概略図を示す。

【図8】本発明による、更に別バージョンのリテーナにおける、磁気ボールの相互作用後における、電気的接続を形成する一対の電気コネクタの概略断面図を示す。

【図9】本発明による、別の渦巻き状をした更に別バージョンのリテーナの概略図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0026】

図中の符号の意味は次のとおりである。
１ 本体
２ 接触開口部
３ 空洞
４ 磁気ボール
５ ばね
６ リングセクション
７ 渦巻き

【0027】

図１～図９によれば、電気コネクタは、電気接点が自身の空洞３に配置され、接触開口部２を有する本体１を備える。電気接点は、磁気ボール４と導電性材料で作られたリテーナと、として作られる。リテーナは、磁気ボール４に対して、本体１の接触開口部２から磁気ボール４を押し離すように配置される。

【0028】

リテーナは、リングセクション６を有するばね５として作られ、リングセクション６の内径が磁気ボール４の直径よりも小さい。

【0029】

リテーナは、渦巻き７状のばねとして作られる。

【0030】

渦巻きは、リング区間６を有し、リング区間６の内径が磁気ボールの直径よりも小さい。

【0031】

リテーナは、反磁性材料又は強磁性材料から作られる。

【0032】

磁気ボールの直径は、接触開口部の直径よりも大きい。

【0033】

図中のＮ及びＳの文字は、それぞれ磁気ボールのＮ極及びＳ極の相対位置を示す。

【0034】

［発明の実施態様］
２つの電気コネクタを備える電気的接続の観点から本発明の動作を説明する。

【0035】

以下に、本発明の具現化の最も包括的な例を示すが、この例は本発明の適用に限定を加えるものではないことに留意されたい。

【0036】

段階１．電気コネクタのうちの一方に電気信号又は電圧が供給される。

【0037】

段階２．第２の電気コネクタが第１の電気コネクタに近づいて相互作用距離に至ると、コネクタの磁気ボールが磁場の影響を受け、反対の磁極どうしが互いに向き合うように回転し、磁気的に引き付けられる。

【0038】

各電気コネクタに反磁性ばねの形態のリテーナがあることにより、（電気接点の延長部である）ばねと磁気ボールとの確実な接触が接触の全周にわたって確保される。

【0039】

基本的に、相手方の磁気的接点との相互作用により、磁気ボールの向きが変わり、物理的接触に至るまでの更なる相互引力が生じ、これにより回路全体の電気的接続がもたらされる。

【0040】

係合の瞬間において、相互作用する接点のばねが歪む。これにより、同時に、接点の閉状態と、磁気ボールの中心を通る垂線が一致するような接触面における接点の相対的整列とが確保される。

【0041】

段階３．電気接点が磁気的な付着力を超える力で引き離されると、回路が開き、それと同時に、リテーナがコネクタ表面から磁気ボールを押し離し始め、これにより磁気ボールがコネクタの本体の表面よりも突出することを防ぐ。

【0042】

［産業上の利用可能性］
電気コネクタ及び電気的接続は両方とも当業者によって実際に実現することができ、実現されると、提案された目的を確実に達成できる。このことから、本発明の産業上の利用可能性の基準を満たしていると結論づけることができる。

【0043】

本発明にしたがって、電気コネクタの試作品を製造した。

【0044】

一対の電気コネクタの試作品の試験では次のことが実証された。
－ 雌雄（オス／メス）の違いはなく、どのような組み合わせでも使用することができる。
－ ばねのリングセクションの直径が磁気ボールの直径よりも小さいため、ボールはリングセクションに一点ではなく、円周に沿って接触し、これにより、この場所では、電気的接触が良好であることと、チャタリングが発生しないこととが確保される。
－ 接点対がなく、ボールがどのような物体にも磁気的に引き付けられていない場合、ばねは、磁気ボールを内側に押し、コネクタ本体の空洞内のその位置に保持する。その結果、未使用時にその空洞において緩く垂れ下がることがない。
－ 相手方のコネクタが無い場合、ばねは、磁気ボールをコネクタ本体に押し込むため、本体が平坦な面を有する場合には余分な摩耗面は形成されない。
－ 磁気ボールは、磁気対（反対の極の接点）がある場合に磁場の下で回転すると、リングセクションの内縁部と擦れ合い、これにより、形成される酸化膜が除去され、確実な電気的接続が確保される。
－ 磁気ボールの直径は接触開口部の直径よりもいくらか大きいため、閉状態（他の電気コネクタとの磁気的相互作用下）において磁気ボールがコネクタ本体の表面からわずかに突出することを可能とする一定の間隙があり、これにより、異なる電気コネクタ間の不安定な間隙の問題が解決される。
－ このような電気コネクタは、摺動動作又はせん断動作のために設計された、つまり、一方の面が他方の面に対して移動しても電気的接続が保持され得る面を持つ構造物への設置に適している。これは、通常のコネクタにはない重要な特性である。
－ このようなコネクタを使用することは心地よい。追加的に、磁石の係合時に「カチッ」という良い音が聞こえるのも、独特なユーザ体験である。更に、音は電気的接続の聴覚的指標である。

【0045】

このように、コネクタの電気接点が導電性材料で作られたリテーナを伴う磁気ボールとして作られるという事実により、リテーナは、コネクタ本体の接触開口部から磁気ボールを押し離すように配置され、提案された技術的結果は、特に、個々のコネクタのそれぞれが、コネクタ本体の表面から突出する電気接点を持たない場合、電気的接続の範囲の拡大と、閉状態のコネクタ間の電気的接続の信頼性とによって達成される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2022-06-09

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空洞と、前記空洞にコネクタ表面を通して開口部を設ける接触開口部とを備えるコネクタ本体と、
前記空洞に配置された電気接点と、
を備え、
前記電気接点が、
磁性材料を含む第１の磁気ボールと、
平面渦巻きばね部分とリング部分とを備えるリテーナであって、
前記リテーナが、導電性材料を含み、
前記リング部分が、前記第１の磁気ボールの直径よりも小さいリング直径を有し、且つ前記第１の磁気ボールに周方向に接触するように配置され、
前記平面渦巻きばね部分が、前記第１の磁気ボールと相手方の電気接点の第２の磁気ボールとの間で磁気的に引き付けられる磁気的相互作用がない場合に、前記リング部分に前記第１の磁気ボールを前記空洞内に押し込ませ、且つ前記接触開口部から押し離させるように配置され、
前記第１の磁気ボールと前記第２の磁気ボールとの間で前記磁気的相互作用がある場合に、前記平面渦巻きばね部分がひずみ、前記第１の磁気ボールが、前記第２の磁気ボールとの電気的接触を維持しながら前記コネクタ本体から部分的に突出する、リテーナと、
を備える、電気コネクタ。

【請求項2】

前記リテーナが反磁性材料を含む、請求項１に記載の電気コネクタ。

【請求項3】

前記リテーナが強磁性材料を含む、請求項１又は請求項２に記載の電気コネクタ。

【請求項4】

前記第１の磁気ボールと前記第２の磁気ボールとの間の前記磁気的相互作用がある場合に、前記第１の磁気ボールが回転して前記第２の磁気ボールとの磁気的整列状態になる、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電気コネクタ。

【請求項5】

前記第１の磁気ボールが回転して前記磁気的整列状態になると、前記第１の磁気ボールが前記リング部分と擦れ合う、請求項４に記載の電気コネクタ。

【請求項6】

２つの電気コネクタを備える電気的接続構造であって、前記２つの電気コネクタのそれぞれが、接触開口部を有するコネクタ本体を備え、各コネクタ本体が、それぞれ電気接点を備え、前記各コネクタ本体は各電気接点が配置される空洞を画定し、前記各電気接点が、磁気ボールと、導電性材料を含むリテーナとをそれぞれ備え、
各電気コネクタにおける前記リテーナが、平面渦巻き状のばねとして作られ、且つリング部分を有し、
前記リング部分が、接触して配置される前記磁気ボールの直径よりも小さい内径を有し、
前記リテーナが、前記２つの電気コネクタの前記磁気ボールの間の磁気的相互作用がない場合に、前記磁気ボールを前記空洞内に、且つ前記接触開口部から離れるように付勢するように配置され、
前記２つの電気コネクタの前記磁気ボールの間の磁気的相互作用がある場合に、各ばね部分がひずみ、前記２つのコネクタのそれぞれの磁気ボールが、他方の電気コネクタの他方の磁気ボールとの電気的接触状態に留まったまま、前記それぞれの磁気ボールの対応するコネクタ本体から突出する、電気的接続構造。

【請求項7】

各リテーナが反磁性材料を含む、請求項６に記載の電気的接続構造。

【請求項8】

各リテーナが強磁性材料を含む、請求項６又は請求項７に記載の電気的接続構造。

【請求項9】

各リング部分が、前記各リング部分のそれぞれの磁気ボールと周方向に接触するように配置される、請求項６から請求項８の何れか１項に記載の電気的接続構造。

【請求項10】

前記２つの電気コネクタの前記磁気ボールの間の前記磁気的相互作用がある場合に、前記磁気ボールが回転して磁気的整列状態になる、請求項６から請求項９の何れか１項に記載の電気的接続構造。

【請求項11】

前記磁気ボールが回転して磁気的整列状態になると、前記磁気ボールのそれぞれが、前記各リテーナのそれぞれのリング部分と擦れ合う、請求項１０に記載の電気的接続構造。

【国際調査報告】