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Title:
ROTARY CONNECTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/054025
Kind Code:
A1
Abstract:
[PROBLEMS] To provide a rotary connector which performs conductive connection, in which one connector component can relatively be rotated with respect to the other connector component and which has high reliability and durability. [MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] The rotary connector (1) is provided with a multipolar plug (10) and a multipolar jack (20). A plurality of electrodes (11a to 11e) are sequentially exposed in a core part (14) of the multipolar plug (10) in an axial direction across insulating collars (12a) to (12d). A bearing (17) is formed at a tip of the core part (14) of the multiplolar plug (10). The multipolar jack (20) is provided with two groups of conductive terminals (23a to 23e) and (24a to 24e) which are brought into conductive contact with the electrodes (11), and a rotary shaft (25) arranged at the back of a plug storage space. When the multipolar plug (10) and the multipolar jack (20) are connected, the rotary shaft (25) can rotatably be supported by the bearing (17).

Inventors:
FUJII KAZUSHI (JP)
YUDATE SHINYA (JP)
Application Number:
PCT/JP2007/001153
Publication Date:
April 30, 2009
Filing Date:
October 23, 2007
Export Citation:
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Assignee:
EX CO LTD (JP)
FUJII KAZUSHI (JP)
YUDATE SHINYA (JP)
International Classes:
H01R39/00
Foreign References:
JP2000321990A2000-11-24
JP2002365493A2002-12-18
JPH065161U1994-01-21
Attorney, Agent or Firm:
AIBARA, Tadashi (Kutsuna Bldg. 3013-10-28, Amayam, Matsuyama-shi Ehime 51, JP)
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Claims:
 互いに絶縁された複数の電極が順次表面に露出する芯棒を有する多極プラグと、
 前記多極プラグの芯棒が収容されるプラグ収容空間を有し、前記多極プラグとの接続時に、前記電極とそれぞれ導電接触するように前記プラグ収容空間に面して設置された複数の導電端子を有する多極ジャックと、を備えた回転コネクタにおいて、
 前記多極プラグの芯棒の先端部又は前記多極ジャックのプラグ収容空間の奥部の一方に設けられた軸受けと、
 他方に設けられた回転軸であって、前記多極プラグと前記多極ジャックとが接続された際に前記軸受けに支持される回転軸と、
を備えることを特徴とする回転コネクタ。
 前記軸受けは、前記多極プラグの芯棒先端に形成された凹部であり、前記回転軸が前記多極ジャックのプラグ収容空間の奥部に設けられていることを特徴とする請求項1記載の回転コネクタ。
 前記多極ジャックは、前記多極プラグの各電極とそれぞれ導電接触する2組の導電端子を有しており、第1の組の導電端子と第2の組の導電端子は、同一の電極に導電接触する導電端子が、軸方向において互いにずれた位置で導電接触するように配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の回転コネクタ。
 前記多極プラグと前記多極ジャックとが接続された際の前記第1の組の導電端子の前記プラグの電極への接触力が、前記第2の組の導電端子の接触力よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項3記載の回転コネクタ。
Description:
回転コネクタ

 本発明は、電気的に配線接続を行う電気 ネクタであり、特に、一方のコネクタ部品 、他方のコネクタ部品に対して相対的に回 可能な回転コネクタに関する。

 従来、相対的に移動する第1の装置と第2 装置において、両装置間で電気信号のやり りをする必要がある場合には、ケーブル配 やフレキシブルプリント基板等で両装置間 電気的に接続するケースが多かった。

 しかし、第1の装置と第2の装置が相対的 360°以上回転する場合には、フレキシブル基 板だと配線が破断してしまうし、何回転もす る場合にはケーブル配線でも断線等が起こっ てしまう。このため、例えば、二軸ヒンジの 折り畳み携帯電話機でも、本体側とディスプ レイ側とが、相対的に360°以上回転するよう 構成を採用することはできなかった。

 一方、電気コネクタとして、従来から、電 情報技術産業協会規格で定まった2極、3極 4極の単頭プラグ・ジャックや、下記特許文 1及び2に開示されるような5極以上の単頭プ グ・ジャック等が提供されている。

特開2002-134237号公報

特開2002-42996号公報

 これらの多極プラグ及び多極ジャックは 一方のコネクタ部品であるプラグ側の軸部 、輪帯状の電極を、絶縁層を挟んで軸方向 順次露出させ、各電極に対向する位置にお て他方のコネクタ部品であるジャック側に 電接触端子を配置した構成である。よって 導電状態を維持したままで、軸回りに相対 に何回転もさせることが可能である。

 すなわち、従来の多極プラグ及び多極ジ ックであれば、プラグを一方の装置(その装 置からの配線を含む)に取り付け、ジャック 他方の装置(その装置からの配線を含む)に取 り付ければ、両装置を相対的に何回転も回転 させることが可能である。

 このように、従来の多極プラグ及び多極 ャックであれば、軸回りに相対的に回転す ことは可能であるが、上述した構造は、ジ ック側の導電接触端子をプラグ電極に圧接 せることで、回転軸であるプラグの軸部を 電接触端子により支持・固定しているだけ ある。

 このため、回転軸が不安定であり、高速 転したりすると接触状態にあるプラグ側の 極とジャック側の導電接触端子とが離れて まい、通電状態が途絶えたりする場合があ 、信頼性に欠ける。

 また、回転軸が不安定であるため、回転 際に電極や導電接触端子に余計な力が加わ てしまい、相対的に1千回転もすれば、これ らの部品が破損してしまう場合があり、耐久 性にも欠ける。

 本発明は、このような課題を解決するた になされたものであり、導電接続を行う電 コネクタであって、一方のコネクタ部品が 他方のコネクタ部品に対して相対的に回転 能であり、且つ、信頼性及び耐久性の高い 転コネクタを提供することを目的とする。

 上記課題を解決するために、本発明に係 回転コネクタは、互いに絶縁された複数の 極が順次表面に露出する芯棒を有する多極 ラグと、前記多極プラグの芯棒が収容され プラグ収容空間を有し、前記多極プラグと 接続時に、前記電極とそれぞれ導電接触す ように前記プラグ収容空間に面して設置さ た複数の導電端子を有する多極ジャックと を備えた回転コネクタにおいて、前記多極 ラグの芯棒の先端部又は前記多極ジャック プラグ収容空間の奥部の一方に設けられた 受けと、他方に設けられた回転軸であって 前記多極プラグと前記多極ジャックとが接 された際に前記軸受けに支持される回転軸 、を備えることを特徴とする。

 本発明に係る回転コネクタによれば、信 性及び耐久性の高い回転コネクタを提供す ことができる。そして、多極プラグを第1の 装置に設置し、多極ジャックを第2の装置に 置すれば、回転コネクタにより、第1の装置 第2の装置とを、回動可能に結合すると共に 電気的にも接続することが可能である。

 以下、図面を参照しながら、本発明の実 形態について詳細に説明する。本実施形態 係る回転コネクタは、多極プラグと多極ジ ックとの組合せにより構成されている。

 まず、図1及び図2に基づいて、本実施形 に係る回転コネクタを構成する多極プラグ 構成について説明する。図1は、本実施形態 係る多極プラグの斜視図、図2は、本実施形 態に係る多極プラグの断面斜視図である。

 図1及び図2に示すように、多極プラグ10は 、導電性金属からなる第1乃至第5電極11a~11eと 、各電極11間を絶縁するための絶縁樹脂から る第1乃至第4絶縁カラー12a~12dとから構成さ ている。また、これらの電極11及び絶縁カ ー12により、ジャック側に差し込まれる部分 である棒状の芯棒部14と、芯棒部14の根本に 置する鍔状に出っ張ったフランジ部15と、セ ット(装置)側に設置されて配線が接続される ード部16とが形成されている。

 棒状の第1電極(チップ)11aは、多極プラグ1 0の軸中心に位置し、先端において芯棒部14の 表面に露出しており、この露出部を接触部と して、ジャック側の導電端子と導電接触する 。また、リード部16においても、先端におい 表面に露出している。さらに、芯棒部14の 端部分(第1電極11a)には、凹部17が形成されて おり、この凹部17が軸受けとして作用する。 の軸受け17に、後述するジャック側の回転 が嵌め込まれて支持される。

 第1電極11aの外側には、絶縁層としての第 1絶縁カラー12aを挟んで、筒状の第2電極(リン グ)11bが配置されている。そして、プラグの 側に向けて、同様に、筒状の第2絶縁カラー1 2b、第3電極(リング)11c、第3絶縁カラー12c、第 4電極(リング)11d、第4絶縁カラー12d、第5電極( リング)11eが順次設置されている。

 このようにして、同軸上に順次設置され 電極11及び絶縁カラー12は、芯棒部14の先端 からフランジ部15に向けて、第1電極11a、第1 絶縁カラー12a、第2電極11b、第2絶縁カラー12b 第3電極11c、第3絶縁カラー12c、第4電極11d、 4絶縁カラー12d、第5電極11eが、順次表面に 帯状に露出している。

 また、フランジ部15では、第5電極11eの一 が、輪帯状に突出して鍔部を形成している リード部16においても、フランジ部15側から リード部16先端に向かって、第5電極11e、第4 縁カラー12d、第4電極11d、第3絶縁カラー12c、 第3電極11c、第2絶縁カラー12b、第2電極11b、第 1絶縁カラー12a、第1電極11aが順次表面に露出 ている。そして、多極プラグ10が一方の電 機器等の装置(セット)に設置される際には、 芯棒部14が装置外部に露出し、リード部16が ット内に位置するように固定され、セット のリード線が各電極11の露出箇所に接続され ることになる。

 次に、図3及び図4に基づいて、本実施形 に係る回転コネクタを構成する多極ジャッ の構成について説明する。図3は、本実施形 に係る多極ジャックの斜視図、図4は、本実 施形態に係る多極ジャックを一部透視して示 した斜視図である。

 図3及び図4に示すように、多極ジャック20 は、合成樹脂からなる絶縁性の筐体21と、多 プラグ10の各電極11と導電接触を行うように 、筐体21の所定の場所に設置された導電端子A 23と、同じく各電極11と導電接触を行う導電 子B24と、筐体21に固定された回転軸25と、を えている。

 筐体21内には、多極プラグ10の芯棒部14を 容するためのプラグ収容空間が形成されて ると共に、筐体21の一方の側面には、開口 開けられており、この入口から多極プラグ10 の芯棒部14が筐体内21に挿入される。芯棒部14 が筐体21内に挿入されると、その先端の軸受 17に回転軸25が嵌合すると共に、芯棒部14表 に露出する電極11が導電端子23,24と接触して 支持される。これにより、多極プラグ10と多 ジャック20が、軸回りに相対的に回転可能 接続される。

 また、本実施形態に係る多極ジャック20 は、第1乃至第5電極11a~11eと導電接触する導 端子として、導電端子A23と導電端子B24の2組 導電端子が設置されている。第1の組の導電 端子A23a~23eは、各端子の接触部がプラグ収容 間に面するようにして、軸方向に一列に並 で配置されている。第2の組の導電端子B24a~2 4eは、プラグ収容空間を挟んで導電端子A23の 対側に、同じく一列に並んで配置されてい 。

 上記多極プラグ10が多極ジャック20に挿入 された場合には、第1導電端子A23a及び第1導電 端子B24aが第1電極11aと接触し、第2導電端子A23 b及び第2導電端子B24bが第2電極11bと接触し、 3導電端子A23c及び第3導電端子B24cが第3電極11c と接触し、第4導電端子A23d及び第4導電端子B24 dが第4電極11dと接触し、第5導電端子A23e及び 5導電端子B24eが第5電極11eと接触するように 各導電端子23,24が設置されている。

 導電端子A23と導電端子B24とは、同一の電 11と接触する対応する導電端子23と導電端子 24とが、軸方向において若干ずれて配置され おり、本実施形態では、導電端子A23よりも 電端子B24が筐体21の開口側(入口側)に0.3mm寄 て配置されている。

 また、導電端子23,24は導電性金属から構 されており、各導電端子23,24は、プラグとジ ャックを接続した際に、弾性力により各電極 11に圧接するように形成、配置されている。

 具体的には、各導電端子23,24の接触部が 多極プラグ10の未挿入時においてプラグ収容 空間に若干突出して位置しており、多極プラ グ10が挿入された際に、各導電端子23,24の接 部が各電極11a~11eによって押し戻されて変形 ることで、軸に垂直な方向の弾性力が発生 、接触部が各電極11a~11eに圧接する。このよ うに、導電端子23,24の接触部がプラグ側の電 11に圧接していれば、プラグやジャックに 少の外力が加わっても、導電接触を良好に 持可能である。

 ここで、本実施形態では、導電端子A23の 極11へ圧接する接触力と、導電端子B24の電 11への圧接する接触力とが異なるように構成 されている。具体的には、導電端子A23の電極 11への接触力が50~70[N]、導電端子B24の電極11へ の接触圧が30~50[N]と、導電端子A23の接触力の うが高くなるように構成されている。

 接触力が高ければ、プラグとジャックと 接触によって電極11表面の酸化膜等を剥が 等のクリーニング効果が生じ、初期の導電 触を安定させることができる。接触力が低 れば、接続した状態でのプラグとジャック の相対的な回転数が多くなっても、導電金 が削られることによる劣化がほとんど無く 安定した導電接触を長期にわたって維持す ことができる。

 よって、本実施形態のように、多極ジャ ク20の導電端子として接触位置が互いにシ トしていると共に接触力の異なる2組の導電 子23,24を用いれば、接触圧の高い導電端子A2 3により初期の導電接触を安定させ、接触圧 低い導電端子B24によりその後の安定した接 状態を維持することができ、1組の導電端子 みを用いる場合と比較して、長期にわたっ 常時安定した導電接触を実現できる。

 回転軸25は、ステンレス等の固い金属で 成されており、円柱状の軸の両端が半球状 成形され、軸方向の中央付近に輪帯状に突 した鞘部が形成されている。回転軸25は筐体 21のプラグ収容空間の奥部に位置し、この鞘 において、筐体21の入口と反対側の側面に 定されている。

 また、回転軸25の多極プラグ10と嵌合する 一方の軸部と反対側の軸部は、筐体21の側面 開けられた穴から外部に突出している。そ て、多極ジャック20をセット(装置)に固定す る際に、回転軸25のこの突出軸部もセット側 直接固定することで、回転軸25をより安定 せることができる。

 以上、多極プラグ10及び多極ジャック20の 構成についてそれぞれ説明したが、次に、多 極プラグ10と多極ジャック20とを接続した状 について説明する。図5は、本実施形態に係 多極プラグと多極ジャックとを接続した状 の回転コネクタを示す断面斜視図である。 のように多極プラグ10と多極ジャック20とを 接続した状態で回転コネクタ1の機能が発揮 れる。

 図5に示すように、多極プラグ10と多極ジ ック20を接続した状態では、回転軸25の一方 の軸部が、ジャック20内に挿入される多極プ グ10先端の軸受け17に嵌挿されて支持される 。よって、接続された多極プラグ10と多極ジ ック20は、回転軸25が軸受け17に支持される とで、相対的に安定して回転可能である。 お、回転軸25と軸受け17の接触部には、グリ スを塗布しておくこが望ましい。

 このように、本実施形態では、多極プラ 10の先端に軸受け17を設けると共に、この軸 受け17に嵌合する回転軸25を多極ジャック20に 設け、この回転軸25と軸受け17により多極プ グ10と多極ジャック20の相対的な回転を実現 ているので、安定した回転を担保できる。 って、本実施形態によれば、長期にわたっ 導電状態を維持することができ、信頼性及 耐久性の高い回転コネクタを提供できる。

 また、本実施形態では、多極プラグ10側 軸受け17を設け、多極ジャック20側に回転軸 設けているので、回転コネクタ1の軸方向の 寸法を小さく抑えることができる。すなわち 、多極プラグ10の先端に位置する第1電極11aの 内部に軸受け17を設け、軸方向において、第1 電極11aの芯棒部14における露出面と、軸受け1 7とを重畳して配置することができるので、 転コネクタ1の軸方向の寸法を小さくできる

 また、多極プラグ10先端に凹状の軸受け17 を設ければ、回転軸と軸受けとの摺動によっ て生じる削れカスやグリスが軸受け内部にた まるので、削れカス等が電極11と導電端子23,2 4との接点部分に移動して導電接触の支障と るといったことを防止することができる。

 次に、本実施形態の変形例について図6を 参照して説明する。図6は、本変形例に係る 転コネクタの断面斜視図である。なお、上 実施形態と比較して、本変形例に係る回転 ネクタ1’は、多極プラグ10’側に回転軸18を 形成し、多極ジャック20’側に軸受け27を設 た点が構成上異なり、それ以外の構成は上 実施形態と同様である。よって、上記実施 態と同様の構成については、同じ参照番号 付し、説明は省略する。

 本変形例に係る回転コネクタ1’は、多極 プラグ10’及び多極ジャック20’から構成さ る。多極プラグ10’の芯棒部の先端に位置す る第1電極11a’の再先端が、回転軸18を構成し ている。回転軸18は、第1電極11a’の導電端子 23,24と導電接触する接触部よりも先端側であ 。一方、多極ジャック20’のプラグ収容空 の奥部には、ステンレス製のリングである 受け27が設置されている。

 図6に示すように、多極プラグ10’と多極 ャック20’を接続した状態では、回転軸18が 軸受け27に嵌合され、回転自在に支持されて る。よって、多極プラグ10’と多極ジャッ 20’とは、導電状態を維持しながら、軸周り に相対的に安定して回転することが可能であ る。

 以上、本変形例に係る回転コネクタによ ば、上記実施形態と同様の作用効果を奏す ことができると共に、軸受け27がリング状 あるため、凹部の場合と比較して、摩擦熱 放熱効果が高い。また、リング状の軸受け27 としてベアリングを用いれば、さらに回転軸 を安定させることができ、削れ等も発生しな い。

 続いて、本実施形態に係る回転コネクタ 使用態様例について図面を参照しながら説 する。図7及び図8は、本実施形態に係る回 コネクタの使用態様を一部透視して示す概 図である。

 図7は、折り畳み式携帯電話機のヒンジ部 分に回転コネクタ1を適用した構成を示して る。同図に示すように、二点鎖線で図示す 液晶ディスプレイ部51(第2の装置)が、回転コ ネクタ1を介して、点線で図示する携帯電話 本体50(第1の装置)に回動可能に支持されてい る。そして、導電接触する多極プラグ10と多 ジャック20とを備えた回転コネクタ1によっ 、携帯電話機本体50と液晶ディスプレイ部51 との導電接続が実現されている。

 具体的には、多極ジャック20が携帯電話 本体50のヒンジ部に同軸上に2箇所設置され 多極プラグ10が液晶ディスプレイ部51に2箇所 設置されている。そして、それぞれ対向する 多極ジャック20と多極プラグ10を接続するこ で、同軸上に並ぶ2つの回転コネクタ1が構成 され、この2つの回転コネクタ1により、携帯 話機本体50と液晶ディスプレイ部51とが回転 コネクタ1の軸周りに回動可能に接続される とになる。

 このように、本実施形態に係る回転コネ タ1は、折り畳み式携帯電話の本体50とディ プレイ部51とを回動自在に結合する支持部 として機能すると共に、両者を電気的に接 する電気コネクタとしても機能している。 って、従来のように、回動のための支持部 に加えて、電気的接続のためのフレキシブ 基板等を別途用意する必要がなく、構造を 略化して、コストを低減することができる

 図8は、ポータブルAVプレイヤーに回転コ クタ1を適用した構成を示している。同図に 示すように、二点鎖線で図示する液晶ディス プレイ部61(第2の装置)が、回転コネクタ1を介 して、点線で図示するポータブルAVプレイヤ 本体60(第1の装置)に回動自在に支持されて る。そして、導電接触する多極プラグ10と多 極ジャック20とを備えた回転コネクタ1によっ て、ポータブルAVプレイヤー本体60と液晶デ スプレイ部61との導電接続が実現されている 。

 具体的には、多極ジャック20がポータブ AVプレイヤー本体60に同軸上に2箇所設置され 、多極プラグ10が液晶ディスプレイ部61に2箇 設置されている。そして、それぞれ対向す 多極ジャック20と多極プラグ10を接続するこ とで、2つの回転コネクタ11が構成され、この 2つの回転コネクタ1により、ポータブルAVプ イヤー本体60と液晶ディスプレイ部61とが、 対的に軸周りに回転可能に導電接続される とになる。

 このように、本実施形態に係る回転コネ タ1は、ポータブルAVプレイヤーの本体60と ィスプレイ部61とを回動自在に連結する支持 部材として機能すると共に、両者を電気的に 接続する電気コネクタとしても機能している 。よって、従来のように、電気的接続のため のフレキシブル基板等を別途用意する必要が なく、構造を簡略化して、コストを低減する ことができる。

 以上、変形例も含めて本実施形態につい 詳細に説明したが、本実施形態によれば、 極プラグ及び多極ジャックから構成され、 電接続を行う回転コネクタであって、信頼 及び耐久性の高い回転コネクタを提供する とができる。そして、多極プラグを第1の装 置に設置し、多極ジャックを第2の装置に設 すれば、回転コネクタにより、第1の装置と 2の装置とを、回動可能に結合すると共に電 気的にも接続することが可能である。

 以上、本発明の実施形態について詳細に 明したが、本発明の実施の形態は、上記実 形態に限定されるものではなく、本発明の 旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能 あることはいうまでもない。例えば、本実 形態では、5極プラグと5極ジャックとから 転コネクタを構成したが、プラグ及びジャ クの極数は適宜変更できるのは言うまでも い。また、ジャックの筐体等は、セット(装 )側と一体に形成されていても良い。

図1は、本実施形態に係る多極プラグの 斜視図である。 図2は、本実施形態に係る多極プラグの 断面斜視図である。 図3は、本実施形態に係る多極ジャック の斜視図である。 図4は、本実施形態に係る多極ジャック の一部透視した斜視図である。 図5は、本実施形態に係る回転コネクタ を示す断面図である。 図6は、本実施形態の変形例に係る回転 コネクタを示す断面図である。 図7は、本実施形態に係る回転コネクタ の使用態様を一部透視して示す概略図である 。 図8は、本実施形態に係る回転コネクタ の使用態様を一部透視して示す概略図である 。

符号の説明

 1       回転コネクタ
 10      多極プラグ
 11      電極
 12      絶縁カラー
 14      芯棒部
 15      フランジ部
 16      リード部
 17      軸受け(凹部)
 20      多極ジャック
 21      筐体
 23      導電端子A
 24      導電端子B
 25      回転軸