(57)【要約】      （修正有）【課題】プラグ及びジャックの接続部に発生する酸化被膜等による接続不良など電気的接点に起因する難点を排し、音声信号を効率よく伝達させることができ、着脱自在な無接点プラグ及びジャックを提供する。【解決手段】内部に円筒状の１次コイルａ６及び１次コイルに周設したヨークａ９を配設し、１次コイルのリード線ａ７を外部の電気回路に接続した無接点ジャックａ２と、この無接点ジャックに抜き差し自在に嵌合する、内部に円筒状の２次コイルｂ７及び２次コイルに周設したヨークｂ９を配設し、２次コイルのリード線ｂ１０を外部の電気回路に接続すると共に、１次コイル、そのヨーク、２次コイル及びそのヨークにより磁気的な閉回路を形成し、無接点ジャックに無接点プラグを陥入した場合に、外部の電気回路が出力する電気信号を、２次コイルに出力するようにした無接点プラグｂ１からなる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に円筒状の１次コイル及び該１次コイルに周設したヨークを配設し、該１次コイルのリード線を外部の電気回路に接続したことを特徴とする無接点ジャック。
【請求項２】
請求項１に記載された無接点ジャックに抜き差し自在に嵌合する無接点ジャックに無接点プラグであって、内部に円筒状の２次コイル及び該２次コイルに周設したヨークを配設し、該２次コイルのリード線を外部の電気回路に接続すると共に、前記１次コイル、そのヨーク、２次コイル及びにそのヨークにより磁気的な閉回路を形成し、無接点ジャックに無接点プラグを陥入した場合に、前記外部の電気回路の出力する電気信号を、該２次コイルに出力するようにした無接点プラグ
【請求項３】
無接点ジャックにおける、ポール先端に対応する範囲に磁石を配設し、陥入された無接点プラグの陥入状態を維持するようにした請求項１に記載された無接点ジャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無接点プラグ及びジャックに関するものであり、更に詳しくは、電気的接点に起因する難点を排し、音声信号を効率よく伝達させることができる無接点プラグ及びジャックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、特に音声信号を伝達させる電気的接続手段として、２極或いはそれ以上の電極を持ったオス型のプラグ（フォーンプラグともいう。）と、そのプラグを嵌入させ、前記プラグの電極と電気的な導通を行うための２極或いはそれ以上の電極を持ったジャック（フォーンジャックともいう。）とを、嵌合離脱可能に構成した接続手段がある。
【０００３】
このようなプラグ及びジャックは、例えば図１に示されているように、ジャック１とプラグ２とよりなり、プラグ２は一組の電極２ａ及び２ｂ、プラグ摘み３及びコード４から主に構成されていて、コード４はプラグ摘み３内を通って電極２ａ及び２ｂに接続されている。一方、図面において内部構造を省略したジャック１は、必要に応じ基板５に固着されていて、図２に示されているように、プラグ２の電極２ａ及び２ｂがジャック１に挿入されると、図３に示されているように、ジャック１内の接続端子６、７がプラグ２先端の電極２ａ及び２ｂ表面に一定の圧力を持って接触し、電気的な導通が発生すると共に、プラグ２とジャック１が確実に結合されるようになっている。尚、防腐処理のために、プラグ２の一組の電極２ａ及び２ｂや接続端子６、７はメッキ処理をしておくことが好ましい。
【０００４】
尚、図１乃至３に示した構造のプラグ及びジャックは、ごく一般的、基本的なものであるが、特許文献１では、リモートコントロール等の操作を単体のジャック、プラグで兼用することができるように、プラグ及びジャックに音声信号用のものとは別の複数の電極を設ける提案が、又、特許文献２では、突入電流が流れることを防止するため、プラグ及びジャックに複数の電極を設ける提案が、それぞれなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−０４５５２７号公報
【特許文献２】特開平０４−１１８８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のプラグ及びジャックには、特に湿度が高い環境下や季節下にあっては、防腐処理としてメッキ処理等を施しているにも拘わらず、プラグ電極部表面及びジャックの接続部に酸化皮膜が発生し、電気的な接続不具合が多々発生することが指摘されている。又、このような問題に対し、酸化皮膜が発生しないような表面処理（例えば金メッキ）を施す例もあるが、金メッキは高価であり、しかも、一般的に数ミクロン程度の厚みの処理のため、ある程度抜き差しを行うと、プラグとジャックの接触圧力により金メッキが剥がれ、再度同じ問題が発生するという難点がある
【０００７】
又、同時通訳を必要とする国際会議室などに設置されているイヤホンプラグを接続するジャックは、使用されない状態で長く放置されることが多く、イヤホンプラグ側電極部に例えばカバーをかけることにより防湿処理をする等して、表面に酸化皮膜の発生を防止することができても、機器内に設置されているイヤホンジャックにはこのような処理をすることが難しく、しばらく使用されていないジャック側接続部には酸化皮膜が発生し、電気的接続不良が多々発生する状況が現在問題になっている。
【０００８】
上記以外にも、従来のプラグ及びジャックでは、プラグの電極部にジャックの接続端子が接触して電気的導通を形成するため、粉塵等が多い環境などで使用すると、電気的な接続部に異物が付着することにより正常な接続が出来なくなる場合も少なくなく、又、一定の圧力を以ってプラグの電極部にジャックの接続部を接触させるようになっているため、プラグとジャックを多数回に亘って抜き差しすると、電極部や接続端子が磨耗し、接続不良を起こすことも決して少なくない。
【０００９】
別の問題点として、電気回路の電路は原則として絶縁されていなければならないが、電路の損傷や経年劣化によって絶縁性能が悪くなり、経年と共に漏れ電流が大きくなることがある。そのような状態になると、従来の電気的接続を担う従来のプラグとジャックでは、その漏れ電流により感電が発生する恐れがある。
【００１０】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、電気的接点に起因する難点を排し、音声信号を効率よく伝達させることができ、且つ、着脱自在な無接点プラグ及びジャックを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
即ち、本発明は、内部に円筒状の１次コイル及び該１次コイルに周設したヨークを配設し、該１次コイルのリード線を外部の電気回路に接続したことを特徴とする無接点ジャックと、該無接点ジャックに嵌合される無接点プラグであって、内部に円筒状の２次コイル及び該２次コイルに周設したヨークを配設し、該２次コイルのリード線を外部の電気回路に接続すると共に、前記１次コイルが発生する磁束を前記２次コイルに伝達するための桿状のヨークを配設したことを特徴する無接点プラグである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、接触接点ではなく、電気信号をジャック内の１次コイルに流し、電気信号により発生した磁束をプラグ内の２次コイルに伝達するという無接点接続により、前記電気信号をジャック側からプラグ側へ効率よく伝達するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のプラグ及びジャックの一例の分離した状態を示す側面図である。
【図２】従来のプラグ及びジャックの一例の嵌合した状態を示す側面図である。
【図３】従来のプラグ及びジャックの一例の嵌合した状態の部分構造を示す一部を断面とした側面図である。
【図４】本発明の実施の一例の無接点ジャックとプラグの分離した状態を示す側面図(A)と、無接点ジャックプラグの構成を示す側面図(B)である。
【図５】本発明の実施の一例の無接点プラグ及びジャックを嵌合した状態(A)及びＡ−Ａ線の側断面図(B)である。
【図６】本発明の実施の一例の無接点プラグ及びジャックを嵌合した状態の側断面図(A)、及び等価回路 (B)、(C)である。
【図７】本発明の実施の一例の無接点プラグ及びジャックを分離した状態の側断面図(A)、及び等価回路 (B)、(C)である。
【図８】本発明の実施の一例の無接点プラグ及びジャックを嵌合した状態での周波数特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１５】
図４は、無接点プラグが無接点ジャックへ挿入される前の状態を示す図（Ａ）と、本発明無接点ジャックを、無接点プラグを挿入する側から見た図（Ｂ）であり、同図において、a1は無接点ジャックを固定している基板、a2は無接点ジャック、a3は無接点ジャック背面の基板、a4は後述する無接点ジャックa2内の１次コイルリード線を電気的に接続するためのラウンド、a5は基板a1内の電気回路へ電気的接続をするためのラウンドであり、又、b1は無接点プラグ、b2は無接点プラグのツマミ、b3は無接点プラグからの電気信号を他端の電気機器へ中継するためのコード、b4は後述する無接点プラグb1内の１次コイルの磁束を集約するためのポールである。
【００１６】
尚、上記「ラウンド」とは、例えば、適宜形状の電気部品に合わせ形成された基板で、当該基板上の設けた穴中に部品のリード線を通して半田付けしたり、当該基板上に複数組の電気的接合部を形成すると共に、このそれぞれの電気接合部に電気回路の配線を半田付けすることにより、当該配線の導通を確保するための部材である。
【００１７】
図５は、嵌合された状態の本発明無接点ジャックa2とプラグb1の内部構造説明するための側断面図であり、a6は無接点ジャックa2内に配設され、ジャックa2と概ね同じ長さに形成された円筒状の１次コイルで、そのコイルリード線a7は、図４の背面図(Ｂ)に示したジャック側基板a3内のラウンドa4へ半田付け等で電気的に接続されている。又、図４の側面図(Ａ)に示した無接点ジャックa2を固定している基板a1内には、電気回路（図示せず）が配置されると共に、当該電気回路と電気的接続を行うためのラウンドa5が更に配設されている。
【００１８】
a9は、１次コイルa6の外面に配設されたヨークで、プラグb1の先端側のポールb4とヨークb9による磁気的な閉回路が、無接点プラグb1を無接点ジャックa2へ挿入することにより構成されるようになっている。尚、a8はコイルボビンとコイル保護を目的とした目隠し板、a11はポールb4が無接点ジャックa2へ挿入された際に、挿入されたポールb4が無接点ジャックa2から容易に抜けないようにすることを目的とした磁石、a12は、磁石a11から発生した磁束の漏洩を防止することを目的としたプレートで、ポールb4の先端部のみ磁石a11と閉磁気回路を構成し、非接触でもジャックa2との嵌合を保持する構造を取っている。尚、a14は、この無接点ジャックa2を基板a1へ固定することができるようにするために形成した２本の爪で、爪a14、筐体a10及び延出部a13とを樹脂成型によりに形成し、基板へは予め無接点ジャックa2を固着させたい位置へ爪a14が引っかかる孔を設けることにより、その部分へ無接点ジャックa2を固着させることができるようにしてある。
【００１９】
一方、b7はジャックa2内に配設された１次コイルa6と同様に、ポールb4の後端部でジャックa2からの磁束信号を受ける目的でポールb4に配設される２次コイル、b9はボールb4に集約された磁束を、フランジb8を介して磁束の経路とするために配設されるヨークである。
【００２０】
尚、b10は２次コイルb7のリード線で、図５のA-A断面図（Ｂ）におけるプラグ基板b12内のラウンドb13へ半田等で電気的接続されていて、b5は同じ基板内でプラグ側コードb3を接続するラウンドである。ここで、コイル保護を目的として、非磁性材の目隠し板b11を配置して無接点プラグb1を構成している。
【００２１】
以上のように構成される無接点ジャックa2に対し無接点プラグb1を挿入すると、１次コイルa6に流れる電気信号により発生した磁束は、１次コイル側ヨークa9、プラグ側ポールb4とヨークb9により磁気的な閉回路を形成することになる。
【００２２】
無接点プラグb1が嵌合された無接点ジャックa2における磁束の流れを次に説明する。図６はポールb4が挿入され、その先端部において磁石a11の磁束に保持された状態を示すもので、電気信号が、無接点ジャックa2を固定している基板(図示せず)内の電気回路からリード線等の導体を用いて、図４（Ｂ）における基板a3内のラウンドa5に半田等で電気的に接続されて、ラウンドa5に供給される。一方、電気信号は、基板a3内で左右別々にラウンドa5と電気的に接続されたラウンドa4に電気的接続されたコイルリード線a7を介して１次コイルa6へ流れることにより、電気信号に従った実線及び点線方向の磁束が発生する。尚、図６中コイルa6、b7及びヨークa9、b9を取り囲む２本の線の内側が右回りの磁束、同じく外側が左回りの磁束を示している。つまり、挿入された無接点プラグ側ヨークb9とポールb4により磁気的な閉回路が構成され、磁束は無接点プラグb1側へ流れ、その磁束に従ってプラグb1側の２次コイルb7に起電力が発生し、そのコイルリード線b10は、図５のA-A断面の基板b12内のラウンドb13へ電気的接続をされ、基板b12内で左右別々にラウンドb13と電気的に接続されたラウンドb5へコードb3の電気的接続が形成され、もって、コードb3の他端部の機器へ電気信号を送るものである。
【００２３】
上記結合状態を磁気的な等価回路と電気的な等価回路に現すと、図６（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、磁気的な等価回路で表現すると抵抗が入っていない状態になっていて、電気的な等価回路を表現すると単にトランスが入った状態となる。因みに、厳密に表現すると磁気的な等価回路においては磁気抵抗がまったく無い訳ではないが、無接点プラグが挿入されていない状態と比較すると明らかに磁気抵抗が減少するので磁気抵抗を省いた表現を本明細書では採用している。
【００２４】
次いで、無接点プラグb1が接続されていない無接点ジャックa2の磁束の流れを次に説明する。図７において、電気信号が、無接点ジャックa2を固定している基板(図示せず)内の電気回路からリード線等の導体を用いて、図４（Ｂ）における基板a3内のラウンドa5に半田等で電気的に接続されて、ラウンドa5に供給される。一方、電気信号は、基板a3内で左右別々にラウンドa5と電気的に接続されたラウンドa4に電気的接続されたコイルリード線a7を介して１次コイルa6へ流れることにより、電気信号に従った実線及び点線方向の磁束が発生する。尚、磁束の向きは図６と同様である。又、ポールb4を保持するための磁束を発生させる磁石a11は、プレートa12を介して1方向のみの磁束を発生させているが、ポールb4が挿入されていないため、更にはコイルボビンとコイル保護を目的とした目隠し板a8は非磁性材料にて構成されているため、図７（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、磁気的な等価回路で表現すると大きな抵抗が入った状態になっていて、電気的な等価回路を表現すると単にコイルが入った状態となる。但し、無接点プラグb1が接続されていないため、当然であるが電気的接続は形成されない。
【００２５】
無接点ジャックと無接点プラグに使用する材料について説明する。磁束が通過する経路（ポールb4、ジャック側ヨークa9、プラグ側ヨークb9）の材質は、保持力が小さく透磁率の高い材質を選定しないと、無接点プラグb1の2次側コイルb7に起電力を効率よく発生させることができないので、設計においては材質の加工性等を併せて考慮しなくければならない。
【００２６】
それ以外にも、無接点プラグb1を無接点ジャックa2へ挿入した状態を保持するための磁石a11には、無接点プラグb1に対して保持力の大きい磁石を選定することが必要となり、又、プレートa12はポールb4を保持するための磁束を通過させるため、当然透磁率の高い材質が理想である。
【００２７】
又、本発明は、従来のトランスと同じ効果を出すことができるので、1次側コイルのインピーダンスと２次側コイルのインピーダンスの組み合わせにより電圧の昇圧が可能であり、同じ電力を直接従来の接点による接続プラグへ印加した時よりも、可聴範囲内の音響出力を増幅して出力することが可能となる。
【００２８】
本発明の無接点ジャックとプラグを利用した場合の周波数特性の違いを図８に表す。この図において、実線は従来のプラグへ１ｍW印加した場合、点線は無接点ジャックへ同じ１ｍWを印加し、無接点プラグ他端へ従来のイヤホンを接続し測定したものである。グラフから分かるように、人間の主な声帯域の周波数500Hzから2ｋHz付近までは同じ電力を印加しているにも関わらず、1ｋHzでは6.5dB（倍率に換算すると約2倍）の感度を上げることが可能となる。
【００２９】
このことは、本発明のイヤホンを駆動する機器から見ると、消費電流を少なくしても（例えば1/2にしても）従来のジャックとプラグで接続した場合と同程度の感度を得ることができることになる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
上記従来技術の課題を解決し、電気的接点に起因する難点を排することにより、音声信号を効率よく伝達させることができ、且つ、着脱自在な無接点プラグ及びジャックを提供することができる。
【符号の説明】
【００３１】
a2  無接点ジャック
b1  無接点プラグ
a4、a5、b5、B13  ラウンド
a6  1次コイル
b7  ２次コイル
b4  ポール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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