(57)【要約】  接触を維持するために電磁石からの磁力に依存する電気プラグ（５１０）及びレセプタクル（５５０）が開示される。プラグ及びレセプタクルは、ラップトップコンピュータなどの電子装置（７０）を電源に接続するための電源アダプタの一部として使用される。プラグは電気接点（５２０）を含み、電気接点はレセプタクルの対応する接点（５６０）に向かって付勢されるのが好ましい。プラグ及びレセプタクルは磁性要素（５７０、５３０、５３２）をそれぞれ有する。プラグ及びレセプタクルのうち一方にある磁性要素は磁石又は強磁性材料であってもよい。プラグ及びレセプタクルのうち他方にある磁性要素は電磁石である。プラグ及びレセプタクルが近接する状態にされた場合、電磁石とそれと対を成す別の磁石又は強磁性材料との間の磁気吸引は接点を電気的導通関係に維持する。
2009510674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置を電気的関係装置に電気的に接続する装置であって、
前記電子装置に電気的に接続された少なくとも１つの接点を有する第１のコネクタと、
前記第１のコネクタに隣接して位置決め可能であり、前記電気的関係装置に電気的に接続された少なくとも１つの第２の接点を有する第２のコネクタとを備え、
前記コネクタのうち一方のコネクタは、前記コネクタに配置された磁性要素を備え、
他方のコネクタは、前記コネクタに配置された電磁石を具備し、
前記電磁石は、前記磁性要素を磁気吸引し、前記コネクタの前記第１の接点及び前記第２の接点を電気的導通関係において実質的に維持するために励磁可能である、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタは、前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタを１つの向きに整列するための対応する要素をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記磁性要素は永久磁石、強磁性材料又は別の電磁石を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記電磁石の励磁を制御するために前記電磁石に結合されたスイッチ要素を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記スイッチ要素は、前記装置のユーザにより操作可能な機械式スイッチを含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記スイッチ要素は、前記装置のユーザにより操作可能なタッチスイッチを含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記電磁石の励磁を制御するために前記電磁石に結合されたモーションセンサを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記電磁石に結合され前記電磁石の励磁を制御する近接スイッチを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記電磁石に結合された検出器を更に備え、前記検出器は状態を検出し、検出された状態に応答して前記電磁石の励磁を制御することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
検出された状態に応答して、前記検出器は前記電磁石を消磁させることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
検出された状態に応答して、前記検出器は前記電磁石を逆極性で励磁させることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記状態は前記電子装置と前記電気的接続との間の故障を含み、前記検出器は故障検出器を含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記電磁石に結合された制御回路を更に備え、前記制御回路は制御信号を検出し、前記信号に基づいて前記電磁石の励磁を制御することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御信号は、前記電子装置と関連するバッテリの充電状態を示し、前記制御回路は、前記制御信号の受信に応答して前記電磁石を消磁させることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記制御信号は前記電子装置のＩＤを提供し、前記制御回路は、前記制御信号の受信に応答して前記電磁石を励磁させることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
電気的関係装置に接続可能である電子装置であって、
内部電子回路の筐体と、
前記関係装置に接続され、前記電気的関係装置に電気的に接続された少なくとも１つの第１の接点を有する第１のコネクタと、
前記装置に接続され、前記内部電子回路に電気的に接続された少なくとも１つの第２の接点を有する第２のコネクタとを備え、
前記コネクタのうち一方のコネクタは、前記コネクタに配置された磁性要素を備え、
他方のコネクタは、前記コネクタに配置された電磁石を備え、
前記電磁石は、前記磁性要素を磁気吸引し、前記コネクタの前記第１の接点及び前記第２の接点を電気的導通関係において実質的に維持するために励磁可能であることを特徴とする電子装置。
【請求項１７】
前記第１のコネクタに接続可能であり且つ前記関係装置に接続可能である変圧器を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
【請求項１８】
前記第１のコネクタは、ケーブルにより前記変圧器に装着されたプラグを備えることを特徴とする請求項１７に記載の電子装置。
【請求項１９】
前記第２のコネクタは、前記電子装置の前記筐体に装着されたレセプタクルを備えることを特徴とする請求項１８に記載の電子装置。
【請求項２０】
前記磁性要素は永久磁石、強磁性材料又は別の電磁石を含むことを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
【請求項２１】
前記電磁石は、コイルが巻付けられた強磁性磁心を含み、前記コイルは電源に接続可能であることを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
【請求項２２】
前記電源は、前記電子装置のバッテリ、変圧器、前記電子的関係装置及び前記電子装置から独立したバッテリの中から選択されることを特徴とする請求項２１に記載の電子装置。
【請求項２３】
前記電磁石の励磁を制御するために前記電磁石に結合されたスイッチ要素を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
【請求項２４】
前記スイッチ要素は、前記装置のユーザにより操作可能な機械式スイッチを備えることを特徴とする請求項２３に記載の電子装置。
【請求項２５】
前記スイッチ要素は、前記装置のユーザにより操作可能なタッチスイッチを備えることを特徴とする請求項２３に記載の電子装置。
【請求項２６】
前記電磁石の励磁を制御するために前記電磁石に結合されたモーションセンサを更に備えることを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
【請求項２７】
前記電磁石の励磁を制御するために前記電磁石に結合された近接センサを更に備えることを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
【請求項２８】
前記電磁石に結合された検出器を更に具備し、前記検出器は状態を検出し、検出された状態に応答して前記電磁石の励磁を制御することを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
【請求項２９】
検出された状態に応答して、前記検出器は前記電磁石を消磁させることを特徴とする請求項２８に記載の電子装置。
【請求項３０】
検出された状態に応答して、前記電磁石は前記電磁石を逆極性で励磁させることを特徴とする請求項２８に記載の電子装置。
【請求項３１】
前記状態は前記電子装置と前記電気的接続との間の故障を含み、前記検出器は故障検出器を含むことを特徴とする請求項２８に記載の電子装置。
【請求項３２】
前記電磁石に結合された制御回路を更に備え、前記制御回路は制御信号を検出し、前記信号に基づいて前記電磁石の励磁を制御することを特徴とする請求項１６に記載の電子装置。
【請求項３３】
前記制御信号は、前記電子装置と関連するバッテリの充電状態を示し、前記制御回路は、前記制御信号の受信に応答して前記電磁石を消磁させることを特徴とする請求項３２に記載の電子装置。
【請求項３４】
前記制御信号は前記電子装置のＩＤを提供し、前記制御回路は、前記制御信号の受信に応答して前記電磁石を励磁させることを特徴とする請求項３２に記載の電子装置。
【請求項３５】
装置の内部電子回路を電源に接続するための電源アダプタであって、
前記電源に接続可能である変圧器と、
前記内部電子回路に接続された第１のコネクタと、
前記第１のコネクタに隣接して位置決め可能であり、前記変圧器に接続された第２のコネクタと、
前記コネクタの間に磁気吸引を励起する手段と、
前記内部電子回路を前記変圧器と電気的導通関係に維持する手段と
を備えることを特徴とする電源アダプタ。
【請求項３６】
前記磁気吸引の励起を選択する手段を更に備えることを特徴とする請求項３５に記載の電源アダプタ。
【請求項３７】
前記磁気吸引の励起を制御する手段を更に備えることを特徴とする請求項３５に記載の電源アダプタ。
【請求項３８】
前記磁気吸引の励起を制御するために状態を検出する手段を更に備えることを特徴とする請求項３５に記載の電源アダプタ。
【請求項３９】
前記状態は、故障、制御信号受信、ＩＤ受信及びセキュリティコード入力の中から選択されることを特徴とする請求項３８に記載の電源アダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００５年９月２６日に出願され、本明細書に参考として全ての内容が取入れられている名称「Magnetic Connector for Electronic Device」の米国特許出願第１１／２３５，８７５号と同時に出願された。
【０００２】
本開示の主題は、一般に、電子装置の磁気コネクタに関し、特に、ラップトップコンピュータを電源に接続する電源アダプタの電磁コネクタに関する。
【背景技術】
【０００３】
ラップトップコンピュータなどの電子装置は、通常、従来のＡＣ電源に接続された変圧器から供給されるＤＣ電力を使用する。図１を参照すると、従来技術に係る電源アダプタ２０が示される。電源アダプタ２０は変圧器２２、電源ケーブル２６、雄コネクタ３０及び雌コネクタ４０を有する。変圧器２２は、従来のＡＣ電源レセプタクル（図示せず）に接続するためのプラグ２４を有し、雄コネクタ３０は電源ケーブル２６により変圧器２２に接続される。雌コネクタ４０は、通常、ラップトップコンピュータなどの電子装置１０の筐体１２に装着され、通常、装置１０の内部電子回路のプリント回路基板１４に装着される。変圧器２２と装置１０とを従来の方法により給電接続するために、雄コネクタ３０は、雌コネクタ４０に挿入される雄端部３２を有する。ポータブルコンピュータのコネクタは、今日の薄型ノートブックに合わせて、可能な限り小型且つ薄型であるのが好ましい。
【０００４】
従来の電源接続においては、多数の原因により損傷が起こると考えられる。一例を挙げると、単に雄コネクタ３０を雌コネクタ４０に挿入することで損傷が起こりうる。図２に示される別の例においては、いずれかの構成要素（例えば、装置１０、雄コネクタ３０、変圧器２２など）が軸方向ではない力により他の構成要素から偶発的に引き離され、その状態でも雄コネクタ３０及び雌コネクタ４０は互いに接続している場合に損傷が起こることがある。従来の電源接続に加えて、電子装置の他の種類の接続においても、上述と同様の原因により損傷が起こる場合がある。
【０００５】
一般に、磁気的に吸引される２つの半体の表面積が磁束線の数を決定する。磁気的に吸引される２つの半体の間の保持力は半体の接触面積に比例するため、半体の表面積は保持力を決定する。従って、磁気的に吸引される２つの半体を強い力で一体に保持するためには、磁気的に吸引される２つの半体を可能な限り大きくすることが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示の主題は、上述した問題点のうち１つ以上を克服するか又は少なくともその影響を軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
接触を維持するために磁力に依存する磁気コネクタが開示される。磁気コネクタはプラグ及びレセプタクルを含む。一実施形態においては、プラグ及びレセプタクルは、ラップトップコンピュータなどの電子装置を電源に接続可能な変圧器に接続するための電源アダプタの一部として使用される。プラグは複数の電気ピンを含み、ピンはレセプタクルに配置された対応する複数の接点に向かって付勢されるのが好ましい。プラグ及びレセプタクルは磁性要素をそれぞれ有する。プラグ及びレセプタクルのうち一方又は双方にある磁性要素は磁石であってもよく、磁石は希土類永久磁石であるのが好ましいが、電磁石が使用されてもよい。磁石を含まないプラグ又はレセプタクルの磁性要素として、強磁性要素が使用可能である。プラグ及びレセプタクルが近接する状態にされた場合、磁石とそれと対を成す別の磁石又は強磁性材料との間の磁気吸引はプラグとレセプタクルとを磁気的に結合し、ピン及び接点を電気的導通関係に維持する。プラグ又はレセプタクルが（十分な力によって）偶発的に動かされたが依然として接続している場合、磁気コネクタはプラグをレセプタクルから遮断できる。
【０００８】
以上の概要は本開示の可能な各実施形態又は全ての面を要約することを意図されていない。
【０００９】
上記の概要、好適な実施形態及び本開示の主題の他の面は、以下の特定の実施形態の詳細な説明を添付の図面を参照しながら読むことにより最もよく理解されるであろう。
【００１０】
開示される磁気コネクタは種々の変形及び代替形態が可能であるが、その特定の実施形態は図中に例として示され、本明細書中で詳細に説明される。図面及び説明は、本発明の概念の範囲を限定することを全く意図されていない。図面及び説明は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２の要求に従って、特定の実施形態を参照することにより当業者に本発明の概念を例示するために提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図３を参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ１００の一実施形態が横断面図で示される。磁気コネクタ１００は、第１のコネクタ又はプラグ１１０と第２のコネクタ又はレセプタクル１５０とを含む。プラグ１１０は第１の装置又は電気的関係装置５０に接続可能であり、レセプタクル１５０は第２の装置６０に接続可能である。一実施形態においては、第１の装置５０は変圧器であり、第２の装置６０は、筐体６２及び内部電子回路６４を有するラップトップコンピュータなどの電子装置である。従って、一実施形態においては、磁気コネクタ１００は、変圧器５０を有する従来のＡＣ電源（図示せず）にラップトップコンピュータ６０を接続するための電源アダプタの一部であってもよい。標準形ラップトップコンピュータの場合、磁気コネクタ１００は２４Ｖで６Ａの定格であるのが好ましく、プラグ１１０及びレセプタクル１５０は共に高さ約４ｍｍ、幅６ｍｍであってもよい。
【００１２】
プラグ１１０は面１１８を有するプラグ本体１１２を含み、プラグ本体１１２はケーブル１１４に接続される。本体１１２は従来の非導電性材料から製造されるのが好ましい。本体１１２はケーブル１１４の内部ワイヤ１１６を収納し、ケーブル１１４は第１の装置５０に接続する。プラグ本体１１２に複数の第１の電気接点１２０及び第１の磁性要素１３０が配置される。図３に示されるように、好適な一実施形態においては、第１の電気接点１２０は、レセプタクル１５０の対応する接点との接触を維持するためにめっきされ且つばねを装荷されたピンであるのが好ましい。ピン１２０は筐体１２４の内部に保持され、ケーブル１１４のワイヤ１１６に接続される。ばね１２２は、ピン１２０がプラグ本体１１２の面１１８から延出するようにピン１２０を付勢する。本実施形態においては、第１の磁性要素１３０はプラグ本体１１２の面１１８に埋め込まれる。
【００１３】
レセプタクル１５０は、第２の装置６０の筐体６２に接続された本体１５２を有する。本体１５２は面１５８、複数の第２の電気接点１６０及び第２の磁性要素１４０を有する。図３に示されるように、好適な一実施形態においては、第２の接点１６０は、本体１５２の面１５８に埋め込まれ且つワイヤ１６２などにより内部電子回路６４に電気的に接続された板である。更に、第２の磁性要素１７０は本体１５２の面１１８に埋め込まれる。
【００１４】
第１の装置５０と第２の装置６０とを電気的に接続するために、プラグ１１０の面１１８はレセプタクル１５０の面１５８と対向するように位置決めされる。プラグ１１０のピン１２０はレセプタクル１５０の板１６０と係合する。これにより、第１の装置５０に接続されたワイヤ１１６は、第２の装置６０の内部電子回路６４に接続するワイヤ１６２に電気的に接続される。当業者には理解されるように、先端がとがっているピン１２０とほぼ平坦な板１６０との電気的接続は、接触点の周囲のヘルツ応力に関連する問題及び接点の凹凸又はくぼみに関連する問題などの多くの理由により好ましい。
【００１５】
電気的接続を維持するために、第１の磁性要素１３０及び第２の磁性要素１７０の間の吸引力はプラグ１１０をレセプタクル１５０と一体に保持する。一実施形態においては、磁性要素１３０及び１７０の双方は、互いに磁気的に吸引し合うように配置された永久磁石又は電磁石などの磁石である。別の実施形態においては、磁性要素１３０及び１７０のいずれか一方は永久磁石又は電磁石などの磁石であるが、それと対を成す他方の要素は強磁性材料である。磁性要素として使用される永久磁石は、寸法のわりには磁束密度が高い希土類永久磁石であるのが好ましい。プラグ１１０及びレセプタクル１５０が互いに近接するように配置されると、磁性要素１３０及び１７０の間の吸引力は接点１２０及び１６０を電気的導通関係に維持する。
【００１６】
レセプタクル１５０に結合されたプラグ１１０の磁気吸引又は磁力は、特定の実現形態に合わせて希望通りに設定できる。電源アダプタに使用される磁気コネクタ１００の実施形態の場合、要素１３０及び１７０の間の磁気吸引により発生される磁界は、電気接点１２０及び１６０を介する電力の供給を妨害するほど強くない。要素１３０及び１７０の磁界が装置６０の内部電子回路６４及び他の構成要素を妨害する可能性があるため、レセプタクル１５０は筐体１５０上で種々の構成要素から離間した場所に配置されてもよい。例えば、レセプタクル１５０はラップトップコンピュータのディスクドライブ、ＵＳＢポート、内部バスなどから離間して配置されてもよい。あるいは、要素１３０及び１７０は電子装置の種々の構成要素から遮蔽されてもよく、要素１３０及び１７０の任意の磁束を種々の構成要素から離間するように誘導するために磁束バーが使用されてもよい。
【００１７】
図４の正面図に示される一実施形態においては、レセプタクル１５０は、中央に配置された磁性要素１７０の周囲に配置された４つの電気プレート１６０を有する。レセプタクルの本体１５２は楕円形又は長円形であり、２つの対称軸を有する。ＤＣ電力を必要とするレセプタクル１５０の実施形態の場合、電気プレートのうち２つのプレート１６０（＋）は正接点であってもよく、２つのプレート１２０（−）は負接点であってもよい。種々の配置が可能であり、それらは当業者には着想されるところであろう。
【００１８】
図５の正面図に示される実施形態においては、プラグ１１０は図４のレセプタクル１５０の配列に対応するように形成される。従って、プラグ１１０の本体１１２も楕円形であり、プラグは、プラグ１１０の中央に配置された磁性要素１３０の周囲に配置された４つのピン１２０を有する。ＡＣ／ＤＣ変換器に接続されたプラグ１１０の実施形態の場合、電気接点のうち２つの接点１２０（＋）は正接点であり、２つの接点１２０（−）は負接点である。
【００１９】
ピン１２０及びプレート１６０の配列は、本体１１２及び１５２の楕円形又は長円形の形状により規定される対称軸に沿って対称である。従って、プラグ１１０及びレセプタクル１５０は２つの向きでのみ結合可能であり、正のピン１２０（＋）と正のプレート１６０（＋）との適正な整列及び負のピン１２０（−）と負のプレート１６０（−）との適正な整列が確保される。図示される実施形態においては、プラグ１１０及びレセプタクル１５０はそれぞれ１つの磁性要素１３０及び１７０を有するが、それぞれが１つ以上の磁性要素を含んでもよいことは理解されるであろう。更に、成立させる電気的接続の種類に応じて、プラグ１１０及びレセプタクル１５０はそれぞれ１つ以上の接点を有してもよいことも理解されるであろう。例えば、ラップトップコンピュータ及び電源アダプタなどの２つの装置の間で電気信号を供給するために、プラグ１１０及びレセプタクル１５０の周囲に追加のピン及び接点が対称に配列されてもよい。
【００２０】
図６を参照すると、磁気コネクタ１００が起こりうる損傷を防止する能力が示される。磁気コネクタ１００の場合、電気的接続及び機械的結合の双方を維持するために雄構成要素が雌構成要素との間に締まり嵌めを形成する必要がないので、損傷はほぼ回避される。その代わり、コネクタ１００のユーザは、プラグ１１０とレセプタクル１５０との間に電気的接続及び機械的結合を成立させる場合には、プラグ１１０の面１１８及びレセプタクル１５０の面１５８を互いに対向するように位置決めし、接続を解除する場合には、それらの面を互いに離間させるだけでよい。ピン１２０はプレート１６０に向かって付勢されているため、プレート１６０との接触を維持しつつ損傷を回避できる。更に、軸方向でない力によりプラグ１１０及びレセプタクル１５０が互いに偶発的に引き離された場合、磁気コネクタ１００は、プラグ１１０とレセプタクル１５０を互いに解放することにより損傷をほぼ回避できる。図には装置６０のわずかな凹部として示されているが、レセプタクル１５０の面１５８は筐体と同じ高さであってもよいし、あるいは筐体から突出していてもよい。しかし、浮遊磁界が他の装置を妨害するのを阻止するために凹部が使用される。
【００２１】
図７を参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ２００の別の実施形態が示される。本実施形態は図３〜図５の実施形態とほぼ同様であり、同一の図中符号は同様の構成要素を示す。前述の実施形態とは異なり、本実施形態のレセプタクル２５０は、前述の実施形態のようにレセプタクルが接続されている装置（図示せず）に収納されない。レセプタクル２５０は、ケーブル２５４によって装置に接続する本体２５２を有するという点でプラグ１１０に類似している。更に、プラグ１１０の本体１１２及びレセプタクル１５０の本体２５２はほぼ円形である。ピン１２０とプレート１６０との適正な整列を確保するために、プラグ１１０及びレセプタクル１５０は、それらを１つの向きでのみ結合可能とする相補形ガイド１１９及び１５９を有する。ガイド１１９及び１５９はプラグ１１０の面１１８及びレセプタクル１５０の面１５８にあるものとして示されるが、適正な整列を確保するために多くのガイド及び技術を使用できることが当業者には理解されるであろう。
【００２２】
図８Ａ〜図８Ｂ及び図９Ａ〜図９Ｂを参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの別の実施形態が示される。磁気コネクタの第１のコネクタ又はプラグ３１０は、図８Ａ〜図８Ｂの部分側面横断面図及び正面図に示される。磁気コネクタの第２のコネクタ又はレセプタクル３５０は、図９Ａ〜図９Ｂの部分側面横断面図及び正面図に示される。プラグ３１０及びレセプタクル３５０の双方は、少なくとも部分的に透明な非導電材料から製造されてもよく、それらを照明するためにＬＥＤなどの内部ライトを含んでもよい。
【００２３】
図８Ａ〜図８Ｂに示されるように、プラグ３１０は本体３１２、複数のピン３２０、第１の磁性要素３３０及びシェル３４０を含む。本体３１２は任意の適切な非導電材料から製造され、２つの対称軸Ａ１及びＡ２を有する楕円形の形状を有する。本体３１２はケーブル３１４の内部ワイヤ３１６を収納し、ケーブル３１４はピン３２０を変圧器などの第１の装置（図示せず）に接続する。ピン３２０はばねにより付勢され、ピン３２０は、プラグ本体３１２の浅い凹部として形成された面３１８から延出する。第１の磁性要素３３０はプラグ本体３１２の端部に配置される。図８Ｂに最もわかりやすく示されるように、第１の磁性要素３３０は本体３１８の凹面３１８を取り囲む。
【００２４】
変圧器に接続されたプラグ３１０の実施形態においては、プラグ３１０により装着される変圧器又は他の装置の種類を判定するために、中央に配置されたピン３２０を電子装置により使用される信号に対して指定できる。外側に配置された２つのピン３２０を正のＤＣ電力に対して指定でき、外側のシェル３４０はＤＣ電力の戻り経路として指定される。このように、プラグ３１０をどのような向きであっても、プラグ３１０の正のピン３２０（＋）及び信号ピン３２０（Ｓ）とレセプタクル（３５０；図９Ａ〜図９Ｂ）の対応する接点との適正な接続は確保される。プラグ３１０を薄型にできるため、戻り経路として外側シェル３４０を使用するのが好ましい。しかし、別の実施形態においては、戻り経路はプラグ３１０及びレセプタクル３５０の追加のピン（図示せず）により提供される。例えば、プラグ３１０がレセプタクル３５０に結合された向きに関わらず、ピンがレセプタクル３５０の対応する接点（図示せず）とのみ整列するように、追加の戻り経路のための２つの追加のピン（図示せず）をプラグ３１０に設け且つ対称に配列することが可能である。
【００２５】
図９Ａ〜図９Ｂに示されるように、レセプタクル３５０は本体３５２、複数の接点３６０、第２の磁性要素３７０及びシェル３８０を有する。本体３５２は、例えば、ラップトップコンピュータなどの第２の装置（図示せず）の内部電子回路のプリント回路基板への機械的接続のための脚部３５７を含むケーシング３５６を有する。ケーシング３５６は導電性材料又は非導電性材料から製造可能である。本体３５２は２つの対称軸Ａ１及びＡ２有する楕円形の形状を有し、任意の適切な非導電性材料から製造される。図９Ｂに最もわかりやすく示されるように、本体３５２は、取付け台（図示せず）への機械的接続のためのスナップコネクタ３５９を更に有する。更に、レセプタクル３５０は、接点３６０を装置の内部電子回路に接続するためのピン３６４を有する。
【００２６】
本体３５２は、レセプタクル３５０を収納する装置の外側へ延出することが意図される端部３５４を有する。この端部３５４は当該技術において周知の技術により照明されてもよい。接点３６０は本体３５２の面３５８に配置される。本実施形態においては、接点３６０は、ワイヤ３６２によりピン３６４に電気的に接続されたほぼ平坦な板である。第２の磁性要素３７０は面３５８の周囲に配置され、第２の磁性要素３７０は面３５８より低い位置にあるのが好ましい。第２の磁性要素３７０のくぼみはわずかであり、図８Ａのプラグ（３１０）の面（３１８）のくぼみに相当するのが好ましい。ＤＣ電力を装置に接続することが意図されるレセプタクル３５０の実施形態の場合、板３６０は、前述のように、図８Ａ〜図８Ｂのプラグ（３１０）の正のピン（３２０（＋））及び信号ピン（３２０（Ｓ））に対応するように配列される。
【００２７】
電気的接続を成立させるために、図８Ａのプラグ３１０の面３１８は、図９Ａのレセプタクル３５０の面３５８と対向するように位置決めされる。プラグ３１０のピン３２０はレセプタクル３５０の板３６０と係合する。接続を維持するために、第１の磁性要素３３０及び第２の磁性要素３７０は互いに磁気的に結合し、プラグ３１０とレセプタクル３５０を一体に保持する。一実施形態においては、磁性要素３３０及び３７０の双方は、互いに磁気的に結合するように配置された永久磁石（好ましくは希土類磁石）である。別の実施形態においては、磁性要素３３０及び３７０のうち一方は永久磁石（好ましくは希土類磁石）又は電磁石であってもよく、他方の要素は強磁性材料である。結合後、プラグ３１０などが偶発的に引っ張られた場合、磁気コネクタ３００はプラグ３１０をレセプタクル３５０から遮断させることができる。
【００２８】
図１０を参照すると、図８Ａ〜図８Ｂ及び図９Ａ〜図９Ｂに開示された磁気コネクタのプラグ３１０及びレセプタクル３５０が斜視図で更に詳細に示される。種々の詳細部分をより明瞭に示すように、プラグ３１０及びレセプタクル３５０の一部分は図示されない。プラグ３１０において、シェル３４０は、強磁性材料であってもよい磁性要素３１０に当接する。シェル３４０は、プラグ３１０が接続されているアダプタ（図示せず）から電源の戻り経路に接続するための延長部分３４２を有する。プラグ３１０が接続されているアダプタからの正電力及び信号とピン（図示せず）を接続するために、本体３１２の背面端部から３つのコネクタ３２２（＋）、３２２（Ｓ）及び３２２（＋）が延出する。
【００２９】
レセプタクル３５０においては、電力の戻り経路に相当するシェル３８０はケーシング３５６の内側に配置され、永久磁石であってもよい磁性要素３７０はシェル３８０の内側に配置される。前述のように、磁性要素３７０を貫通する開口部３７２から本体材料（図示せず）及び接点を通すことができる。シェル３８０のタブ又はホルダ３８２は磁性要素３７０と接触し、磁性要素３７０を保持する。シェル３８０の脚部３８４は、ケーシング３５６の脚部３５７と同様にレセプタクル３５０から延出する。
【００３０】
プラグ３３０がレセプタクル３５０と結合された場合、プラグ３１０の強磁性材料３３０はレセプタクル３５０の永久磁石３７０及びケーシング３８０の内側に対向するように位置する。従って、強磁性材料３３０と永久磁石３７０との磁気的係合により、プラグ３１０とレセプタクルは一体に保持される。更に、強磁性材料３３０とケーシング３８０との物理的係合は、レセプタクルのシェルピン３８４からプラグのシェルピン３４２に至る電力の戻り経路を形成する。
【００３１】
図１１Ａ〜図１１Ｂを参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ３６０の一実施形態が示される。コネクタ３６０は小型であり、薄型であるのが好ましい。図１１Ａには、コネクタ３６０のプラグ３７０が正面斜視図で示される。図１１Ｂには、プラグ３７０及びレセプタクル３９０の内部構成要素のうちいくつかが背面斜視図で示される。レセプタクル３９０は電子装置（図示せず）に収納され、プラグ３７０はコードなど（図示せず）に装着される。図１１Ａに最も明瞭に示すように、プラグ３７０は、本明細書中に開示される他の接点に類似する複数の接点３７６の両側に配置された磁石３８０、３８２を有する。例えば、中央の接点３７６は第１の電気通信経路として指定され、外側の２つの接点３７６は第２の電気通信経路として指定される。接点３７６は付勢されたピンであるのが好ましく、中央のピン３７６は信号経路を形成し、外側の２つのピンは正電流を搬送する。図１１Ａにおいて矢印の方向により示される通り、磁石３８０、３８２は逆極性を有するように配置される。磁石３８０、３８２は第３の電気通信経路としても指定されるのが好ましい。
【００３２】
図１１Ｂに最も明瞭に示すように、プラグ３７０は、磁石３８０、３８２の背面端部の間に結合された裏当て板３７２を更に有する。裏当て板３７２は鋼などの強磁性材料から製造される。レセプタクル３９０は、同様に鋼などの強磁性材料から製造された吸引板３９２を有する。レセプタクル３９０の吸引板３９２が磁石３８０、３８２に吸引されると、磁界線は鋼の吸引板３９２を通して一方の磁石から他方の磁石へ移動し、磁気回路を完成して強い吸引力を発生する。
【００３３】
レセプタクル３９０の吸引板３９２は、電気接点（図１１Ｂには図示せず）を挿入するための開口部３９４を規定する。同様に、プラグ３７０の裏当て板３７２は、電気接点（図示せず）からのリード線を通すための開口部３７４を規定する。前述のように、磁石３８０、３８２はレセプタクル３９０とプラグ３７０との間に電気通信経路を形成できる。磁石３８０及び３８２並びに吸引板３９２は負電流を搬送するのが好ましい。従って、レセプタクル３９０の吸引板３９２は、電気リード線など（図示せず）に接続するためのコネクタ３９６を含む。
【００３４】
コネクタ３６０は、ラップトップなどに適合するために小型且つ薄型であるように設計されるので、開口部３７４及び３９４を形成するために、板３７２及び３９２から一定量の材料が除去されなければならない。吸引板３９２及び磁石３８０、３８２が結合されたとき、吸引板３９２及び裏当て板３７４の双方で強磁性材料の幅の狭い部分において磁束密度が飽和する可能性があるため、磁気吸引力が限定される場合がある。（従って、以下の実施形態において開示されるように、コネクタと共に３つ以上の磁石を使用することが望ましい。）コネクタ内部に３つ以上の磁石を設けることが望ましい理由は２つある。第１に、磁気強度は磁石の厚さと横断面との比の関数である（厚さは磁化の方向に沿った寸法により定義される）。第２に、所定のエンベロープに対して、３つ以上の永久磁石と関連する漏れ磁界は１つ又は２つの永久磁石と関連する漏れ磁界より小さい。
【００３５】
図１２Ａ〜図１２Ｂを参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ３６０の別の実施形態が示される。図１２Ａ〜図１２Ｂの磁気コネクタ３６０は先に開示された磁気コネクタとほぼ同様であるので、２つの実施形態において同一の図中符号は同様の構成要素を示す。しかし、本実施形態においては、プラグ３７０は４つの磁石３８０、３８１、３８２及び３８３を収納する。先の実施形態と同様に、図１２Ａに矢印により示される通り、磁石３８０、３８１、３８２及び３８３は逆極性を有するように配置される。本実施形態においては、４つの磁石３８０、３８１、３８２及び３８３は、磁束を通過させるための４つの磁気回路を形成する。従って、磁束の大半は同一の側にある磁石の間（例えば、同一の側にある磁石３８０、３８１の間及び同一の側にある磁石３８２、３８３の間）を移動する。磁束線が板３７２及び３９２の狭い部分により制約されないため、磁束密度が板３７２及び３９２を飽和する可能性は低くなる。従って、図１１Ａ〜図１１Ｂの実施形態及び図１２Ａ〜図１２Ｂの実施形態の双方において接触面積が同じ広さであっても、４つの磁石３８０〜３８４を有するレセプタクル３９０とプラグ３７０との間の磁気吸引力は、図１１Ａ〜図１１Ｂの実施形態で利用できる磁気吸引力より著しく強い。
【００３６】
前述のように、プラグ３７０及びレセプタクル３９０を結合する磁気吸引又は磁力は、所定の実現形態に合わせて希望通りに設定できる。一実施形態においては、プラグ３７０をレセプタクル３９０から引き離すための直線引き抜き力は３ｌｂｆ〜７ｌｂｆであるのが好ましい。尚、プラグ３７０を側方、上方又は下方へ引っ張ることによりトルクが発生する。磁気吸引は上向き方向に小さなトルクを発生し、その他の方向にはより大きなトルクを発生するのが好ましい。上向き方向の目標トルク値は０．５ｋｇｆ‐ｃｍであり、その他の方向の目標トルク値は０．７〜１．５ｋｇｆ‐ｃｍであってもよい。
【００３７】
１つの面においては、上方の磁石３８０及び３８２を上方へ延出させることにより、非対称のトルク値を実現できる。このようにすると、上方の磁石３８０及び３８２はより強力になり、下方の磁石３８１及び３８３より大きな吸引力を上向きに発生する。その結果得られる効果の１つは、保持力がより大きくなり、力が加わる点が上方へ移行するために、トルクが増加することである。これは、プラグ３７０に結合されたケーブル（図示せず）により発生する場合がある任意の下向きのトルクを補償するのを助ける働きもする。別の面においては、上方の磁石３８０及び３８２において磁束線の角度を変化させることにより、非対称のトルク値を実現できる。例えば、別個の上方の磁石３８０及び３８２は、結合方向と比較して約２０°の角度で下方へ傾斜する磁束方向を有してもよい。
【００３８】
図１３Ａを参照すると、電磁石を有する磁気コネクタ４００の一実施形態が示される。コネクタ４００はプラグ４１０及びレセプタクル４５０を含む。プラグ４１０は図８Ａ〜図８Ｂにおいて開示されたプラグとほぼ同一である。プラグ４１０は、変圧器（図示せず）からの電力を搬送する接点４２０を有し、強磁性材料であってもよい磁性要素４３０を有する。レセプタクル４５０は、本実施形態においてはラップトップコンピュータである装置７０の内部電子回路７６へ電力を搬送する接点４６０を有する。
【００３９】
先の実施形態とは異なり、レセプタクル４５０は、ワイヤコイル４７２が巻付けられた金属磁心４７０により形成される電磁石を有する。プラグ４１０又はレセプタクル４５０において電磁石を使用することにより、プラグ４１０又はレセプタクル４５０のいずれか一方に永久磁石を有する構造の欠点のうちいくつかを克服できる。例えば、電磁石は電子装置７０の内部構成要素又は記憶媒体との間で起こりうる妨害を減少できる。
【００４０】
コイル４７２はラップトップ７０の電源又はバッテリ７２に接続され、磁心４７０及びコイル４７２から成る電磁石を動作させるために、他の電子装置のうち内部スイッチ７４を使用できる。内部スイッチ７４は、バッテリ７２からの電力により磁心４７０及びコイル４７２から成る電磁石を励磁できる。その結果、励磁された電磁石は、プラグ４１０の強磁性材料４３０を吸引し且つプラグ４１０とレセプタクル４５０とを一体に保持できる磁界を発生する。バッテリ７２は装置の独立したバッテリであってもよく、あるいは装置７０の内部電子回路７６に給電するために使用されるのと同一のバッテリであってもよい。いずれの場合にも、バッテリ７２の電力消費を節約するために、バッテリ７２を電磁石に接続するための内部スイッチ７４及び他の電子回路の動作が制御されるのが好ましい。
【００４１】
図１３Ｂを参照すると、電磁石を有する磁気コネクタ５００の別の実施形態が示される。コネクタ５００はプラグ５１０及びレセプタクル５５０を含む。レセプタクル５５０は図９Ａ〜図９Ｂの実施形態において開示されたレセプタクルとほぼ同一である。レセプタクル５５０は、装置７０の内部電子回路７６へ電力及び信号を搬送するための接点５６０を有する。レセプタクル５５０は、強磁性材料であってもよい磁性要素５７０を更に有する。プラグ５１０は、ケーブル８６のワイヤ５２２を介して電源アダプタ８０などの電源からの電力及び信号を搬送するための接点５２０を有する。先の実施形態とは異なり、プラグ５１０は、ワイヤコイル５３２が巻付けられた金属磁心５３０により形成される電磁石を有する。コイル５３２はワイヤ５３４により電源に接続される。例えば、コイル５３２は、アダプタ８０の変圧器８２から出力される電力、アウトレットプラグ８８が接続する従来の電源から出力される電力、又はアダプタ８０の内部に収納されたバッテリ８４から出力される電力を取出してもよい。バッテリ８４を使用することにより、プラグ５１０の電磁石が動作されてレセプタクル５５０に磁気的に結合可能となる前に、まずユーザがアダプタ８０を電源に接続しなければならないという手間を省くことができる。取出された電力は、磁心５３０及びコイル５３２から成る電磁石を励磁して、強磁性材料５７０に対する磁気吸引を発生する。磁気吸引はプラグ５１０とレセプタクル５５０とを一体に保持できる。
【００４２】
図１４を参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ６００の一実施形態が示される。コネクタ６００は、接点６０４及び電磁石６０６を有するプラグ６０２を有する。コネクタ６００は、ポータブルコンピュータ又は電子装置６３０に配置されたレセプタクル６２０を更に有する。レセプタクル６２０は吸引板又は磁石６２２及び接点６２４を有する。接点６２４は、電子装置６３０の内部電子回路６３２に電気的に結合されるように電気通信経路として機能する。更に、吸引板又は磁石６２２は、同様に内部電子回路６３２に電気的に結合されるように電気通信経路として機能する。図１４の概略図においては、簡明にするために、リード線、接点及びコイルなどの種々の構成要素は示されない。
【００４３】
本実施形態においては、電磁石６０６はプラグ６０２にあるが、電磁石はレセプタクル６２０に配置されてもよい。電磁石６０６はその電力を電源アダプタ６０８の回路６１２から取出すので、電磁石６０６は電子装置６３０のバッテリ（図示せず）を消耗させない。本実施形態においては、プラグ６０２は、電磁石６０６とアダプタ６０８の回路６１２との電気的接続を遮断するスイッチ要素６１０を含む。
【００４４】
一実施形態においては、スイッチ要素６１０は、ユーザが押すと電磁石６０２がオン／オフされる機械式スイッチを含む。コネクタ６００のスイッチとしては、電磁石６０２の電力負荷を制御するための従来のマイクロスイッチのような任意の機械式スイッチが適している。一般に、スイッチ要素６１０は、アダプタ６０８の電力から直接給電を受けて電磁石６０６を動作させる。
【００４５】
別の実施形態においては、スイッチ要素６１０はタッチセンサを含み、ユーザがプラグ６０２を取上げることによりセンサ６１０に触れると、電磁石６０６は励磁（例えば、オン）される。タッチセンサは当該技術において周知である。例えば、タッチセンサ６１０は論理回路及び接点（図示せず）を含んでもよく、動作に際して人体の静電容量の原理を利用できる。タッチセンサ６１０により作動された後、ユーザがプラグ６０２をレセプタクル６２０に結合して電子装置６３０の電源を入れられるだけの時間間隔にわたり、電磁石６０６は励磁状態を維持できる。励磁された電磁石６０６がレセプタクル６５０の吸引板６２２に磁気的に結合された後、接点６０４及び６２４はアダプタ６０８と装置６３０との間に信号経路を形成し、その信号経路に沿った信号を使用して、タッチセンサ６１０を起動状態に保持し且つ電磁石６０６を励磁状態に保持することができる。
【００４６】
プラグ６０２が接続され、電磁石６０６が励磁されている間に、タッチセンサ６１０に触れるとタッチセンサ６１０は電磁石６０６をオフにし、ユーザはプラグ６０２を引き抜ける。あるいは、ユーザが容易にプラグを引き抜ける小さな残留吸引力が保たれるように、タッチセンサ６１０は電磁石６０６の励磁を減弱できる。更に、装置６３０の電源がオフされた場合、装置６３０は接点６０４及び６２４から成る信号回路に沿った信号の送出を停止してもよいし、あるいは電磁石６０６の励磁を停止するためにタッチセンサ６１０へクイット信号を送出してもよい。その後、消磁された電磁石６０６によりプラグ６０２は電子装置６３０から解放される。
【００４７】
更に別の実施形態においては、スイッチ要素６１０はモーションセンサを含む。モーションセンサは、プラグ６０２が動かされた場合にそれを検出する。モーションセンサ６１０は、ユーザがプラグ６０２をレセプタクル６２０と結合して電子装置６３０の電源をオンされただけの時間間隔にわたり電磁石６０６を励磁状態に維持できる。結合後、接点６０４及び６２４により形成される信号経路は、装置６３０に結合されている間はモーションセンサ６１０の起動状態を維持するように、信号によりモーションセンサ６１０の回路を制御する。急激な動きが起こった場合（例えば、プラグ６０２が接続された状態で装置６３０が落下するか又は引き抜かれた場合）にプラグ６０２を装置６３０から解放するように、モーションセンサ６１０は自動的に電磁石６０６の動作を停止できる。
【００４８】
図１５を参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ６００の一実施形態が示される。本実施形態の磁気コネクタ６００は電磁石６０６及び近接センサ６４０を有する。図１５において、他の図面の図中符号と同一の図中符号は、実施形態間で同様の構成要素を表す。近接センサ６４０はプラグ６０２に配置され、スイッチ要素６４２に結合される。電磁石６０６もスイッチ要素６４２に結合され、スイッチ要素６４２は、アダプタ６０８に配置され電力を供給する回路６４４に結合される。近接センサ６４０がレセプタクル６２０の板６２２の付近に配置された場合、近接センサ６４０及びスイッチ要素６４２は電磁石６０６をオンにする。
【００４９】
一実施形態においては、近接センサ６４０は、磁界レベルを検出するホール効果センサを含む。使用中、レセプタクル６２０に結合される以前の電磁石６０６は、最初は励磁されている。最初の時点における励磁は、例えば、アダプタ６０８が電源（図示せず）に結合されたとき又はタッチセンサ（図示せず）などがユーザにより起動されたときに実現される。当初の励磁は、電磁石６０６を板６２２に磁気的に結合するために必要なレベルより低くてもよい。プラグ６０２がレセプタクル６２２に近接する位置へ移動されると、電磁石６０６の初期励磁と関連する磁界は変化し、その後、磁界の変化はホール効果センサ６４０により検出される。そこで、センサ６４０は、電磁石６０６を吸引板６２２に磁気的に結合させるように電磁石６０６の励磁を増加させる。
【００５０】
図１６を参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ６００の一実施形態が示される。本実施形態の磁気コネクタ６００は電磁石６０６及び故障検出回路６５０を有する。図１６において、他の図面の図中符号と同一の図中符号は、実施形態間で同様の構成要素を表す。先の場合と同様に、強磁性材料又は永久磁石であってもよいレセプタクル６２０の吸引板６２６と磁気的に結合するために電磁石６０６は励磁される。故障検出回路６５０は、例えば、電源のサージ又はスパイクによって起こる故障事象を検出する。
【００５１】
故障検出回路６５０は、当該技術において電源アダプタに一般に使用されている故障検出回路に類似していてもよい。例えば、一実施形態においては、故障検出回路６５０は過電流を検出する回路を含んでもよい。別の実施形態においては、例えば、故障検出回路６５０は温度過昇を検出する回路を含んでもよい。
【００５２】
故障検出回路６５０が故障事象を検出した場合、回路６５０は電磁石６０６の励磁を停止でき、強磁性吸引板６２６を有するレセプタクル６２０の実施形態からプラグ６０２を解放させる。あるいは、吸引板６２６上に永久磁石を有するレセプタクル６２０の実施形態の極性に対して電磁石６０６が反発するように、回路６５０は電磁石６０６を介して供給される電流の方向を反転させてもよい。電磁石６０６及び故障検出回路６５０を装置６３０に配置し且つ吸引板をコネクタ６００のプラグ６０２に配置しても同様の保護を実現できることが理解されるであろう。
【００５３】
図１７を参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ６００の一実施形態が示される。本実施形態の磁気コネクタ６００は２つの電磁石６０６及び６６０を有する。プラグ６００は、電源アダプタ６０８により励磁される第１の電磁石６０６を有する。装置６３０に配置されたレセプタクル６２０は、バッテリなどの内部電源６６２により給電される第２の電磁石６６０を有する。２つの電磁石６０６及び６６０は、互いに磁気的に結合可能であるように逆の極性を有する。
【００５４】
一実施形態においては、アダプタ６０８は故障検出回路６５０を含む。故障検出回路６６２により故障が検出された場合、第１の電磁石６０６と第２の電磁石６６０とが互いに反発して接続を確実に阻止できるように、回路６５０により第１の電磁石６０６の極性が反転されてもよい。
【００５５】
別の実施形態においては、アダプタ６０８は、アダプタ６０８を識別する回路６５０を含む。例えば、識別回路６５０は、それが接続されるべき電子装置の種類を識別してもよく、あるいは使用可能と限定される特定の装置を識別してもよい。ユーザがプラグ６０２をレセプタクル６２０に接続しようとした場合、本明細書中に開示される技術に従って第１の電磁石６０６を励磁することができる。しかし、第２の電磁石６００は消磁状態のままである。ユーザがプラグ６０２をレセプタクル６２０に当接するように位置決めすると、接点６０４及び６２４により形成される信号経路は、識別回路６５０に装置の内部電子回路６３２へ信号を送出させ、そこで、アダプタ６０８が装置６３０に接続されていることを識別できる。
【００５６】
アダプタ６０８が装置６３０に適合する場合、第２の電磁石６６０は逆極性で励磁されて第１の電磁石６０６と結合してもよく、あるいは第２の電磁石６６０は消磁状態のまま、第１の電磁石６０６が単純に消磁状態の電磁石６６０の強磁性構成要素と磁気的に結合されてもよい。これに対し、アダプタ６０８が装置６３０に適合しない場合には、第１の電磁石６０６に対して反発して接続を確実に阻止するために、第２の電磁石６６０は同一の極性で励磁されてもよい。
【００５７】
図１８を参照すると、本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタ６００の一実施形態が示される。本実施形態の磁気コネクタ６００は電磁石６０６及び制御回路６７０を有する。一実施形態においては、制御回路６７０は、装置６３０の内部電子回路６３２から制御信号を受信するスイッチ要素を含む。電子装置６３０のバッテリが完全に充電された状態である場合、内部電子回路６３２は、接点６０４及び６２４により形成される信号経路を介して制御回路６７０へ制御信号を送出する。更に、内部電子回路６３２が故障を検出すると、内部電子回路６３２は制御回路６７０へ制御信号を送出できる。
【００５８】
前述のように、プラグ６０２の接点６０４のうち１つの接点及びレセプタクル６２０の接点６２４のうち１つの接点（好ましくは中央に配置された接点６０４及び６２４）は、装置６３０とアダプタ６０８との間に信号経路を形成できる。バッテリの完全充電を示す制御信号は、そのような信号経路に沿って送出される。「完全充電」を示す信号が受信された場合、制御回路６７０は、その内部スイッチ要素に電磁石６０６の励磁を停止させ、プラグ６０２はレセプタクル６２６から遮断される。バッテリが完全に充電された後でもプラグ６０２をレセプタクル６２０にわずかではあっても磁気的に結合された状態に保持することが望ましい場合、レセプタクル６２０の板６２７は、電磁石６０６の強磁性材料との少なくとも若干の磁気結合を維持するための磁石（図示せず）を含んでもよい。
【００５９】
別の実施形態においては、制御回路６７０は、制御回路６７０と関連するアダプタ６０８が電子装置６３０と共に動作できるか否かを決定する制御信号を受信する。本実施形態においては、装置６３０の内部電子回路６３２は、種類又は型式などによって装置６３０を識別する制御信号を発生する。制御信号は、例えば、装置６３０を識別するデジタル信号であってもよい。アダプタ６０８の制御回路６７０は、識別制御信号が受信された場合にのみ電磁石６０６を励磁するように予め設計される。制御信号に応答するために、制御回路は、電磁石と励磁源との電気的接続を制御するスイッチ要素を含み、回路は、制御信号を解釈し且つスイッチ要素を起動する論理要素を含む。
【００６０】
従って、プラグ６０２及びレセプタクル６２０を接続するために、ユーザがレセプタクル６２０と対向するようにプラグ６０２を位置決めすると、プラグ６０２の信号接点６０４とレセプタクル６２０の信号接点６２４とが接触し、それにより、装置６３０の内部電子回路６３２は、その識別信号をアダプタ６０８の制御回路６７０に送信する。回路６７０が正しい信号を受信した場合、回路の内部スイッチは、レセプタクルと結合するために電磁石６０６を励磁させる。回路６７０が正しい信号を受信しない場合には、電磁石は励磁されず、プラグ６０２はレセプタクル６２０に結合されないままである。
【００６１】
従って、アダプタ６０８の電磁石６０６は特定の型式又は種類の装置に対してのみ励磁され、それにより、ある特定の電力定格を有するアダプタを異なる電力定格を必要とする装置にユーザが誤って結合してしまう危険を防止できる。例えば、間違った種類の電源アダプタ（例えば、コンピュータの仕様より高い電圧を供給する電源アダプタ）にコンピュータが接続されることを許されないので、コンピュータに対する損害を防止できる。更に、装置６３０が特定の電源アダプタ又は電源アダプタ群からのみ電力を取出すように、制御回路６７０及び装置６３０のＩＤを設計できる。盗難を防止するために、そのような設計は学校用又は他の公共組織用などの種々の設定で有用である。
【００６２】
更に別の実施形態においては、制御回路６７０は、ユーザが特定のコード又は他のＩＤを入力することを要求するセキュリティシステムを含む。コードが入力されない場合、制御回路６７０は電磁石を励磁せず、プラグ６０２はレセプタクル６２０と係合しない。
【００６３】
本開示においては、変圧器からラップトップコンピュータに電力を供給することに関連して磁気コネクタの実施形態を開示した。しかし、本開示に基づいて、電子装置と多くの電子装置又は電気的関連装置のうち任意のものとの間で電気的接続を電力及び／又は信号の形態で実現する種々のコネクタに本開示の趣旨を適用可能であることは理解されるであろう。例えば、適用可能な他の電子装置又は電気的関連装置には、ポータブルＤＶＤプレーヤー、ＣＤプレーヤー、ラジオ、プリンタ、ポータブルメモリ装置、ポータブルディスクドライバ、入出力装置、電源、バッテリなどが含まれる。本開示のコネクタにより提供される適用可能な他の種類の電気的接続には、ユニバーサルシリアルバス、Ｄ‐サブミニチュア、ファイアワイヤ、ネットワークコネクタ、ドッキングコネクタなどが含まれる。
【００６４】
本開示においては、磁気的に結合可能なコネクタの多くの実施形態が開示される。本開示に基づいて、本開示の教示と一致する更に別の実施形態を創造するために、本明細書中で開示される１つの実施形態の面又は特徴を本明細書中で開示される他の実施形態の面又は特徴の中で又はそれらと組合わせて使用できることが理解されるであろう。
【００６５】
好適な実施形態及び他の実施形態の以上の説明は、出願人が考える本発明の概念の範囲又は適用可能性を制限又は限定することを意図されていない。本明細書中に含まれる本発明の概念を開示することと引き換えに、出願人は添付の請求の範囲により提示される全ての特許権を要望する。従って、以下に示す請求の範囲又はそれと等価のものの範囲内に含まれる全ての変形及び変更を含むことが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】従来技術に係る電源接続を有する電源アダプタを示す図である。
【図２】従来技術の電源接続から発生する可能性がある損傷の一種を示す図である。
【図３】本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの一実施形態を示す横断面図である。
【図４】図３の磁気コネクタのレセプタクルを示す正面図である。
【図５】図３の磁気コネクタのプラグを示す正面図である。
【図６】開示された磁気コネクタが起こりうる損傷を阻止する能力を示す図である。
【図７】図３の磁気コネクタの別の実施形態を示す図である。
【図８Ａ】、
【図８Ｂ】本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの別の実施形態のプラグを示す図である。
【図９Ａ】、
【図９Ｂ】図８Ａ、図８Ｂの開示された磁気コネクタのプラグに対するレセプタクルを示す図である。
【図１０】図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂの開示された磁気コネクタのプラグ及びレセプタクルを示す斜視図である。
【図１１Ａ】、
【図１１Ｂ】複数の磁石及び裏当て板を有する本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの一実施形態を示す図である。
【図１２Ａ】、
【図１２Ｂ】複数の磁石及び裏当て板を有する本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの別の実施形態を示す図である。
【図１３Ａ】、
【図１３Ｂ】電磁石を有する本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの実施形態を示す図である。
【図１４】電磁石及びスイッチ要素を有する本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの一実施形態を示す図である。
【図１５】電磁石及び近接センサを有する本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの一実施形態を示す図である。
【図１６】電磁石及び故障検出器を有する本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの一実施形態を示す図である。
【図１７】２つの電磁石及び故障検出器を有する本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの一実施形態を示す図である。
【図１８】電磁石及び制御回路を有する本開示のいくつかの教示に係る磁気コネクタの一実施形態を示す図である。
【図１】
2009510674.tif 000003
【図２】
2009510674.tif 000004
【図３】
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【図４】
2009510674.tif 000006
【図５】
2009510674.tif 000007
【図６】
2009510674.tif 000008
【図７】
2009510674.tif 000009
【図８Ａ】
2009510674.tif 000010
【図８Ｂ】
2009510674.tif 000011
【図９Ａ】
2009510674.tif 000012
【図９Ｂ】
2009510674.tif 000013
【図１０】
2009510674.tif 000014
【図１１Ａ】
2009510674.tif 000015
【図１１Ｂ】
2009510674.tif 000016
【図１２Ａ】
2009510674.tif 000017
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
2009510674.tif 000019
【図１３Ｂ】
2009510674.tif 000020
【図１４】
2009510674.tif 000021
【図１５】
2009510674.tif 000022
【図１６】
2009510674.tif 000023
【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月3日(2008.6.3)
【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】
磁気コネクタシステムであって、
複数の第１の電気接点と複数の磁石を有する第１のコネクタと、
複数の第２の電気接点と磁性要素を有する第２のコネクタであって、前記複数の第２の電気接点が前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが結合される際に前記複数の第１の電気接点と対になるように適合された、第２のコネクタと
を備え
前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと接近した場合に、磁界線が前記第２のコネクタの前記磁性要素を通って前記第１のコネクタの前記複数の磁石のうちの１つから別の１つへ向かって構成され、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の磁気吸引力が増加するように、前記第１のコネクタの前記複数の磁石は隣接して配置され、かつ、隣接する磁石が互いに異なる極性となるように構成されたこと
を特徴とする磁気コネクタシステム。
【請求項２】
前記第２のコネクタの前記磁性要素は、強磁性体材料からなる吸引板を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３】
前記第２のコネクタの前記磁性要素は、永久磁石からなる吸引板を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項４】
前記吸引板は、前記複数の第１の電気接点を通すための１つ以上の開口を備えることを特徴とする請求項２に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項５】
前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと結合する場合に、前記第１の複数の電気接点及び前記第２の複数の電気接点は、対応する複数の電気通信経路を規定することを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項６】
前記複数の電気通信経路は、少なくとも１つの電力経路と少なくとも１つの信号経路とを備えることを特徴とする請求項５に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの信号経路は、前記第１のコネクタと結合された装置に関する情報を伝達することを特徴とする請求項６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項８】
前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと結合する場合に、前記複数の磁石と前記磁性材料とが追加の電気通信経路を規定することを特徴とする請求項５に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項９】
前記複数の磁石の少なくとも１つは、前記複数の第１の電気接点の第１の側に配置され、前記複数の磁石の少なくとも別の１つは、前記複数の第１の電気接点の第２の側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１０】
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の磁気吸引力は、締まり嵌めを必要とせずに、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の物理的かつ電気的な接続を維持することを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１１】
前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタが非軸方向に互いに引っ張られると、前記第１のコネクタは前記第２のコネクタから引き抜かれることを特徴とする請求項１０に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１２】
前記第１のコネクタは、電子装置内部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１３】
前記第１のコネクタは第１の位置決め機構をさらに含み、前記第２のコネクタは第２の位置決め機構をさらに含み、前記第１の位置決め機構と前記第２の位置決め機構とが、前記第１のコネクタが前記第２のコネクタに近づいた際に前記第１のコネクタを前記第２のコネクタに合わせて位置決めすることを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１４】
前記複数の第１のコネクタは、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが結合する際に圧縮力を提供して電気的な接続を改善するために、機械的に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１５】
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとは２つの対称軸を含み、該２つの対称軸のいずれかに沿って結合するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１６】
磁気コネクタシステムであって、
第１のコネクタを備え、該第１のコネクタは、
複数の第１の電気接点であって、該複数の第１の電気接点は前記第１のコネクタが第２のコネクタと結合する際に複数の第２の電気接点と対になり、前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと結合する場合に前記複数の第１の電気接点と前記複数の第２の電気接点とは対応する複数の電気経路を規定し、前記複数の電気経路は少なくとも１つの電力経路と信号を伝達するための少なくとも１つの信号経路とを含む、該複数の第１の電気接点と、
磁性要素であって、前記磁性要素は前記第２のコネクタの複数の磁石と対となり、該磁石は隣接して配置され、かつ、隣接する磁石が互いに異なる極性となるように構成されており、前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと接近した場合に、磁界線が前記第１のコネクタの前記磁性要素を通って前記第２のコネクタの前記複数の磁石のうちの１つから別の１つへ向かって構成される、該磁性要素と
を備えることを特徴とする磁気コネクタシステム。
【請求項１７】
前記信号は、前記第１のコネクタに結合された装置のタイプを決定するのに利用される情報を伝達することを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１８】
前記第１のコネクタの前記磁性要素は、強磁性体材料からなる吸引板を備えることを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項１９】
前記第１のコネクタの前記磁性要素は、永久磁石からなる吸引板を備えることを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２０】
前記吸引板は、前記複数の第１の電気接点を通すための１つ以上の開口を備えることを特徴とする請求項１８に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２１】
前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと結合する場合に、前記複数の磁石と前記磁性材料とが追加の電気通信経路を規定することを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２２】
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の磁気吸引力は、締まり嵌めを必要とせずに、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの間の物理的かつ電気的な接続を維持することを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２３】
前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタが非軸方向に互いに引っ張られると、前記第１のコネクタは前記第２のコネクタから引き抜かれることを特徴とする請求項２２に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２４】
前記第１のコネクタは、ケーブルに接続されたプラグを備えることを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２５】
前記磁性要素は第１の位置決め機構を形成し、前記第２のコネクタは第２の位置決め機構をさらに含み、前記第１の位置決め機構と前記第２の位置決め機構とが、前記第１のコネクタが前記第２のコネクタに近づいた際に前記第１のコネクタを前記第２のコネクタに合わせて位置決めすることを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２６】
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとは２つの対称軸を含み、該２つの対称軸のいずれかに沿って結合するように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２７】
前記第２のコネクタをさらに備え、該第２のコネクタは前記複数の第２の接点と前記複数の磁石とを含み、前記複数の磁石は隣接して配置され、かつ、隣接する磁石が互いに異なる極性となるように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項２８】
磁気コネクタシステムであって、
第１のコネクタを備え、該第１のコネクタは、
複数の移動可能な第１の接点であって、前記第１のコネクタが第２のコネクタと結合する場合に、該第２のコネクタ内の複数の第２の接点と共に電気導通経路を構成し、移動可能な第１の接点のそれぞれは複数の第１のばねのうちの１つにより付勢されている、該複数の移動可能な第１の接点と、
固定された磁性要素であって、該固定された磁性要素は前記第２のコネクタ内の複数の磁石と結合し、該磁石は隣接して配置され、かつ、隣接する磁石が互いに異なる極性となるように構成され、前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと接近した場合に、磁界線が前記第１のコネクタの前記固定された磁性要素を通って前記第２のコネクタの前記複数の磁石のうちの１つから別の１つへ向かって構成される、該固定された磁性要素と
を備えることを特徴とする磁気コネクタシステム。
【請求項２９】
前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと第１の位置及び第２の位置において結合するように、前記固定された磁性要素は対称軸を有し、
前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが前記第１の位置と前記第２の位置とのいずれにおいて結合したかにかかわらず、前記複数の移動可能な第１の接点及び前記複数の第２の接点は複数の電気経路を形成することを特徴とする請求項２８に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３０】
前記複数の電気経路は、少なくとも１つの電力経路と少なくとも１つの信号経路とを含むことを特徴とする請求項２９に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの信号経路は、前記第１のコネクタに結合された装置のタイプを決定するのに利用される信号を伝達することを特徴とする請求項３０に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３２】
前記固定された磁性要素は、強磁性体材料からなる吸引板を備えることを特徴とする請求項２８に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３３】
前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタが非軸方向に互いに引っ張られると、前記第１のコネクタは前記第２のコネクタから引き抜かれることを特徴とする請求項２８に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３４】
前記第２のコネクタは、複数の第２の接点と、複数の磁石とを備え、該複数の磁石は隣接して配置され、かつ、隣接する磁石が互いに異なる極性となるように配置されたことを特徴とする請求項２８に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３５】
磁気コネクタシステムであって、第１のコネクタを備え、該第１のコネクタは、
複数の第１の接点であって、前記第１のコネクタが第２のコネクタと結合する場合に複数の電気経路を第２のコネクタ内の複数の第２の接点と構成するための、複数の第１の接点と、
前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと接続される場合に、該第２のコネクタに対して該第１のコネクタが第１の方向で維持されるように、前記第２のコネクタ内の複数の磁石に磁気的に吸引される吸引板と
を備え、
前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと接続される場合に、前記複数の第１の接点が第２の方向及び第３の方向において前記複数の第２の接点に対し機械的に位置決めされるように、前記吸引板は前記第２のコネクタの凹部に収まるように形成される
ことを特徴とする磁気コネクタシステム。
【請求項３６】
前記複数の電気経路は、少なくとも１つの電力経路と少なくとも１つの信号経路とを含むことを特徴とする請求項３５に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの信号経路は、前記第１のコネクタに接続された装置のタイプを決定するのに利用される信号を伝達することを特徴とする請求項３６に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３８】
前記第１のコネクタが前記第２のコネクタと第１の位置及び第２の位置において結合するように、前記吸引板は対称軸を有することを特徴とする請求項３５に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項３９】
前記第１の接点のそれぞれは、複数の第１のスプリングのいずれかにより付勢されていることを特徴とする請求項３５に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項４０】
前記吸引板は、強磁性体材料からなることを特徴とする請求項３５に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項４１】
前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタが非軸方向に互いに引っ張られると、前記第１のコネクタは前記第２のコネクタから引き抜かれることを特徴とする請求項３５に記載の磁気コネクタシステム。
【請求項４２】
前記第２のコネクタは、前記複数の第２の接点と、前記複数の磁石とを備え、該複数の磁石は隣接して配置され、かつ、隣接する磁石が互いに異なる極性となるように配置されたことを特徴とする請求項３５に記載の磁気コネクタシステム。
【国際調査報告】
2009510674.tif 000026
2009510674.tif 000027
2009510674.tif 000028