(57)【要約】携帯型デバイスのためのコネクタ接点インターフェースシステム。システムは、第１デバイスの１以上の固定導電接点の第１配列と、第２デバイスの１以上の導電性のあるばね内蔵接点の第２配列とを含み、第２デバイスのばね内蔵接点は第１デバイスの第１配列の対応固定接点と実質的に軸方向に整列する。コネクタが完全に係合するとき、１以上のばね内蔵接点と、対応する１以上の固定接点とは、突合せ当接する。上記第１配列は、リジッドまたはフレキシブルな回路基板上、あるいは第１デバイスのコネクタハウジング内に設けられ、第２配列は段２デバイスのコネクタハウジング内に設けられる。第１および第２配列の接点の一方または双方は、硬質の金など耐磨耗性金属でめっきされている。
2006511905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力および信号の少なくとも１つを伝送するための１以上のばね内蔵型接点の配列を有するインターフェースコネクタを具え、
携帯型デバイスとこれが接続されるアクセサリとの係合および係合解除を通じた前記ばね内蔵接点および前記アクセサリの結合接点の磨耗が実質的に低減されるようにした携帯型デバイス用コネクタインターフェース。
【請求項２】
前記１以上のばね内蔵接点および前記アクセサリの結合接点が実質的に軸方向に整列する請求項１のインターフェース。
【請求項３】
前記１以上のばね内蔵接点の配列は、前記係合時に前記アクセサリの結合接点と突合せ当接するのに適合している請求項１のインターフェース。
【請求項４】
前記携帯型デバイスは、データフォーム読取装置および無線通信デバイスの少なくとも一方の能力を有している請求項１のインターフェース。
【請求項５】
前記接点が耐磨耗性導電金属でめっきされ、該金属が硬質の金である請求項１のインターフェース。
【請求項６】
電力および信号の少なくとも１つを伝送するための１以上のばね内蔵型接点の配列を有するインターフェースコネクタを用意し、
携帯型デバイスとこれが接続されるアクセサリとの係合および係合解除を通じた前記ばね内蔵接点および前記アクセサリの結合接点の磨耗が実質的に低減されるようにする携帯型デバイス用インターフェーシングを行う方法。
【請求項７】
前記１以上のばね内蔵接点および前記アクセサリの結合接点が実質的に軸方向に整列する請求項６の方法。
【請求項８】
前記１以上のばね内蔵接点の配列は、前記係合時に前記アクセサリの結合接点と突合せ当接するのに適合している請求項６の方法。
【請求項９】
前記携帯型デバイスは、データフォーム読取装置および無線通信デバイスの少なくとも一方の能力を有している請求項６の方法。
【請求項１０】
前記接点が耐磨耗性導電金属でめっきされ、該金属が硬質の金である請求項６の方法。
【請求項１１】
携帯型デバイスおよびアクセサリのコネクタインターフェースシステムであって、
１以上のばね内蔵接点の第１配列を有する前記携帯型デバイスのデバイスコネクタと、
該デバイスコネクタに結合するのに適合し、前記デバイスコネクタの前記１以上のばね内蔵接点と整列するアクセサリ接点の第２配列を有するアクセサリ側のアクセサリコネクタと、
を具え、前記携帯型デバイスと前記アクセサリとの係合および係合解除を通じた前記デバイス接点および前記アクセサリ接点の磨耗が実質的に低減されるようにしたコネクタインターフェースシステム。
【請求項１２】
前記１以上のばね内蔵接点および前記アクセサリ接点は、前記携帯型デバイスと前記アクセサリとの係合時に突合せ当接する請求項１１のシステム。
【請求項１３】
前記第１コネクタおよび前記第２コネクタの少なくとも一方の接点が耐磨耗性導電金属でめっきされ、該金属が硬質の金である請求項１１のシステム。
【請求項１４】
前記携帯型デバイスは、データフォーム読取装置および無線通信デバイスの少なくとも一方の能力を有している請求項１１のシステム。
【請求項１５】
前記アクセサリ接点がばね内蔵型接点である請求項１１のシステム。
【請求項１６】
前記１以上のばね内蔵接点が前記アクセサリの前記アクセサリ接点と実質的に軸方向に整列する請求項１１のシステム。
【請求項１７】
前記第１配列がコネクタハウジングに含まれ、前記第２配列が回路基板に含まれている請求項１１のシステム。
【請求項１８】
前記回路基板はリジッドなもの、およびフレキシブルなものの少なくとも一方である請求項１７のシステム。
【請求項１９】
携帯型デバイスおよびアクセサリのインターフェーシングを行う方法であって、
１以上のばね内蔵接点の第１配列を有する前記携帯型デバイスのデバイスコネクタを用意し、
該デバイスコネクタに結合するのに適合し、前記デバイスコネクタの前記１以上のばね内蔵接点と整列するアクセサリ接点の第２配列を有するアクセサリ側のアクセサリコネクタを用意し、
前記携帯型デバイスと前記アクセサリとの係合および係合解除を通じた前記デバイス接点および前記アクセサリ接点の磨耗が実質的に低減されるようにする方法。
【請求項２０】
前記１以上のばね内蔵接点および前記アクセサリ接点は、前記携帯型デバイスと前記アクセサリとの係合時に突合せ当接する請求項１９の方法。
【請求項２１】
前記第１コネクタおよび前記第２コネクタの少なくとも一方の接点が耐磨耗性導電金属でめっきされ、該金属が硬質の金である請求項１９の方法。
【請求項２２】
前記携帯型デバイスは、データフォーム読取装置および無線通信デバイスの少なくとも一方の能力を有している請求項１９の方法。
【請求項２３】
前記アクセサリ接点がばね内蔵型接点である請求項１９の方法。
【請求項２４】
前記１以上のばね内蔵接点が前記アクセサリの前記アクセサリ接点と実質的に軸方向に整列する請求項１９の方法。
【請求項２５】
前記第１配列がコネクタハウジングに含まれ、前記第２配列が回路基板に含まれている請求項１９の方法。
【請求項２６】
前記回路基板はリジッドなもの、およびフレキシブルなものの少なくとも一方である請求項２５の方法。
【請求項２７】
携帯型デバイスおよびアクセサリ間で接点のインターフェーシングを行う方法であって、
１以上のばね内蔵接点の第１配列を有する前記携帯型デバイスのデバイスコネクタを用意し、
該デバイスコネクタの各ばね内蔵接点に突合せ当接しながら実質的に軸方向に整列するアクセサリ接点の第２配列を有するアクセサリ接点を用意し、
前記携帯型デバイスと前記アクセサリとの係合および係合解除を通じた前記デバイス接点および前記アクセサリ接点の磨耗が実質的に低減されるようにする方法。
【請求項２８】
データを収集するためのバーコードリーダと、
当該収集データの少なくとも一部を処理するプロセッサと、
モバイル端末のハウジング内に少なくとも一部が配置され、前記モバイル端末を他のデバイスに電気的に接続するための１以上のばね内蔵型接点の配列を有するインターフェースコネクタと、
を具えたモバイル端末。
【請求項２９】
携帯型デバイスに結合されるアクセサリ用のインターフェースであって、
電力および信号の少なくとも一方を伝送するための１以上のばね内蔵型接点の配列を有するインターフェースコネクタを具え、
前記アクセサリと前記携帯型デバイスとの係合および係合解除を通じた前記ばね内蔵接点および前記アクセサリが接続される前記携帯型デバイスの結合接点の磨耗が実質的に低減されるようにしたアクセサリ用コネクタインターフェース。
【請求項３０】
前記携帯型デバイスに対する前記アクセサリの係合時に、前記１以上のばね内蔵接点が前記結合接点に実質的に軸方向に整列する請求項２９のインターフェース。
【請求項３１】
前記１以上のばね内蔵接点の配列は、前記係合時に前記携帯型デバイスの結合接点と突合せ当接するのに適合している請求項２９のインターフェース。
【請求項３２】
前記接点が耐磨耗性導電金属でめっきされ、該金属が硬質の金である請求項２９のインターフェース。
【請求項３３】
前記アクセサリは、前記係合時に、電力および信号の少なくとも１つを提供する請求項２９のインターフェース。
【請求項３４】
前記アクセサリは、前記係合時に、前記携帯型デバイスと無線で信号の通信を行う請求項２９のインターフェース。
【請求項３５】
携帯型デバイスに結合されるアクセサリのインターフェーシングを行う方法であって、
電力および信号の少なくとも一方を伝送するための１以上のばね内蔵型接点の配列を有するインターフェースコネクタを用意し、
前記アクセサリと前記携帯型デバイスとの係合および係合解除を通じた前記ばね内蔵接点および前記アクセサリが接続される前記携帯型デバイスの結合接点の磨耗が実質的に低減されるようにする方法。
【請求項３６】
前記携帯型デバイスに対する前記アクセサリの係合時に、前記１以上のばね内蔵接点が前記結合接点に実質的に軸方向に整列する請求項３５の方法。
【請求項３７】
前記１以上のばね内蔵接点の配列は、前記係合時に前記携帯型デバイスの結合接点と突合せ当接するのに適合している請求項３５の方法。
【請求項３８】
前記接点が耐磨耗性導電金属でめっきされ、該金属が硬質の金である請求項３５の方法。
【請求項３９】
前記アクセサリは、前記係合時に、電力および信号の少なくとも１つを提供する請求項３５の方法。
【請求項４０】
前記アクセサリは、前記係合時に、前記携帯型デバイスと無線で信号の通信を行う請求項３５の方法。
【請求項４１】
携帯型デバイスおよびアクセサリのインターフェーシングを行う方法であって、
１以上のばね内蔵接点の第１配列を有する前記携帯型デバイスのデバイスコネクタを用意し、
該デバイスコネクタに結合するのに適合し、前記デバイスコネクタの前記１以上のばね内蔵接点と接続される大寸法のアクセサリ接点の第２配列を有するアクセサリ側のアクセサリコネクタを用意し、
前記携帯型デバイスと前記アクセサリとの係合および係合解除を通じた前記デバイス接点および前記アクセサリ接点の磨耗が実質的に低減されるようにする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターフェースコネクタに関し、詳しくはそれに適用されるコンタクト機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
端末のコネクタインターフェースは全体的なシステム設計の重要な要素である。インターフェースコネクタはアクセサリのホストとの間でデータを伝送するために用いることができ、かつ、例えばバッテリ式のデバイスに対しては搭載型バッテリの充電時に電力供給のための導電路としても作動できるものであるからである。
【０００３】
不安定で汚れた環境下では、コネクタインターフェースはデバイスに対する電力および信号伝送を維持する上で、しばしば最も脆弱なリンクとなる。例えば、ベースステーション構成内で作動する携帯型すなわち可搬式デバイスを通常的に使用する場合、非使用時および／または充電時に、ベースステーションないし充電ユニットからの取り外しおよび再置（すなわちサイクル動作（cycle））を行う必要がしばしば生じる。かかるシステムは多サイクルで使用され、デバイスの寿命を大きく超えて取り外しおよび再置され得る。
【０００４】
デバイス／ステーションの対であるコネクタインターフェースは、一般に、２つの結合コネクタ、例えばデバイス上のコネクタと、これに結合するステーション内のコネクタとを含んでいる。各コネクタはめっきした接点を１以上具えており、ベースステーションに繰り返しサイクル動作されるデバイス上で用いられる場合、接点はめっきが磨耗する。めっきの磨耗は従来のシステムにおいて共通する問題であり、通常、ソケット（すなわち雌）接点に対するピン（すなわち雄）接点のワイピング動作の繰り返しによって起こる。産業用途において、１０万回を超えるようなインターフェースコネクタの挿抜が行われると、特に輸送や物流時に接点の磨耗が大きな問題となり、デバイスの有効性や接続性を低下させてしまう。
【０００５】
まず図面を参照するに、図１はワイピング型の接点を用いる従来のコンタクト対アセンブリ１００の斜視図である。雌のコネクタアセンブリ１０２は雄のコネクタアセンブリ１０４に適合して連結するよう設計されている。雌のコネクタアセンブリ１０２は多数の雌接点１０６を含んでおり、コネクタ１０２および１０４が係合したときに、雌接点１０６は雄コネクタ１０４の雄接点１０８と作動的に接触する。雄接点１０８は屈曲部１１０を有しており、コネクタ１０２および１０４が係合（および係合解除）したときに、対応する雌接点１０６に沿って摺動することで、雌接点１０６との接触が実施（および解除）されるよう設計されている。従って、コネクタ１０２および１０４が係合および係合解除する際、屈曲部１１０が雌接点と接触することで、両接点１０６および１０８の金属のワイピング動作が生じることになり、多サイクル動作によって最終的には接点１０６および１０８の双方またはいずれかの表面の接点めっきが磨耗してしまうのである。
【０００６】
図２を参照するに、ワイピング形式の接点を組み込んだ図１の従来のコネクタ対の側面図が示されている。雄コネクタ１０４は屈曲部１１０をもつ雄接点１０８を含み、さらに、適宜の配線を恒久的に接続するための接点ラグ２００を含んでいる。雌コネクタ１０２はこれに一体とした対応する雌接点１０６を含み、コネクタ１０２および１０４が係合するときに、屈曲部１１０の上面１１２が雌コネクタ１０６の下面２０２に対しその長手方向に沿った短距離分摺動係合して、電気的接続が円滑に行われるようになっている。係合プロセスを通じ、ワイピングアクションにより金属めっきが磨耗する。コネクタ１０２および１０４の係合を解除するときには、接点は相対移動するので、逆方向の動作時にも接点の磨耗が生じることは勿論である。かかるワイピングアクションによる接点設計に伴う磨耗は、突合せによる（tip-to-tip）接点設計が行われた場合には大きく低減され、なくすことも可能である。図１および図２に示したものは、必ずしも正確な縮尺によるものではなく、ないしは特別な設計によるものではなく、ワイピング形式による従来のコネクタ対の特徴の概略を簡単に説明するためのものであることに注意されたい。
【０００７】
雄および雌コネクタのアラインメントもまた、特にピン・ソケット（pin-in-socket）型のコネクタにおいて共通する問題である。端末アセンブリおよびコネクタ自体に公差以上（intolerant）のスタックアップ（アクセサリ側の同様なスタックアップに結合するもの）があると、コネクタ半体間のアラインメントは重大な問題となる。ピン・ソケット型のコネクタにおいては、アラインメントの問題が最も重要である。ピンおよびソケットが正確に整列していない場合、２つのコネクタ半体を互いに結合させようとユーザが力を加えたとき、ピンが屈曲および／または破壊され得るからである。
【０００８】
図３を参照するに、従来のピン・ソケット型コネクタアセンブリの斜視図が示されている。雌のコネクタアセンブリ３００は１以上のピン接点３０２をもつよう製造され、対応する雌のコネクタアセンブリ３０４は１以上の対応ソケット接点３０６を含んでいる。コネクタ３０および３０４が移動して係合するときに、ピン接点３０２は対応ソケット接点３０６内に摺動し、電気的接続が行われる。しかしいずれかのソケット接点３０６に対するいずれかのピン３０２のミスアラインメントがあると、コネクタ３０および３０４を完全に係合させるためにすべてのピンを対応ソケットに合わせようとして、ユーザがコネクタ３０および３０４をねじったり、がたつかせたりすることになる。かかるシステムは、アラインメントの問題の影響を受け易いだけでなく、ワイピング式接点に関連した接点めっきの磨耗の問題にも対処しなければならないものとなる。
【０００９】
図４を参照するに、ピン・ソケット型の接点を組み込んだ図３の従来のコネクタ対の側面図が示されている。雄コネクタ３００はめっきしたピン接点３０２を含み、ピン接点３０２は雌コネクタ３０４のソケット接点３０６におけるめっきした対応ソケットスロット４０２内に摺動するピン頭部４００を含んでいる。この設計もまた、ソケットスロット４０２の内面４０６と接触するピン頭部４００の表面上の接点めっきが磨耗する問題がある。ピン頭部４００とソケットスロット４０２の内面４０６との間にワイピングアクションが生じるからである。ソケットスロット４０２の内面４０６もまた多サイクルの使用によってめっきの磨耗が生じるのは勿論であり、かかる形式の接点が用いられるデバイスの寿命を短縮してしまう。
【００１０】
ピン・ソケット型接点では、アラインメントはさらに大きい問題となる。多サイクルの使用によって、１以上のピンが曲がり、対応する雌ソケット４０２と合わなくなってしまうからである。また、コネクタハウジングの磨耗がソケットに対するピンのミスアラインメントの要因となり得る。さらに、コネクタアセンブリ内の接点数が増すほど、すべての接点を適切に整列させて確実に電気的接続を行わせることが難しくなる。ピン・ソケット型接点設計における、ワイピングアクションに伴う磨耗およびアラインメントの問題は、突合せによる（tip-to-tip）接点設計が行われた場合には大きく低減され、なくすことも可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
接点の磨耗およびアラインメントの問題を最小限にする接点インターフェースの設計を用い、多サイクルでの使用に対してより信頼性が高いインターフェースコネクタが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のいくつかの形態の基本的な理解のために、ここでは本発明を簡略化した概要を述べる。この概要は本発明の広範な概観ではない。本発明の主要・重要な要素を特定したり、本発明の範囲を表したりすることを企図したものでもない。後述する詳細な説明の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡略化した形態で述べることのみを目的とするものである。
【００１３】
ここで説明され、特許が請求される本発明は、その一形態において、携帯型デバイスのためのコネクタインターフェースを具える。携帯型デバイス用のコネクタインターフェースは、電力および信号伝送を容易にするために１以上のばね内蔵型接点の配列を有するインターフェースコネクタを含んでいる。ばね内蔵接点および、携帯型デバイスとインターフェースするアクセサリの結合接点の磨耗は、携帯型デバイスとアクセサリとの係合および係合解除時に実質的に低減される。携帯型デバイスは、設計上の選択に応じて、コネクタインターフェースの雄要素または雌要素を含むことができ、関連するアクセサリはコネクタインターフェースと対をなす要素を含む。携帯型デバイスの部分としてかかるインターフェースコネクタを用いることで、携帯型デバイスに現在用いられている従来のコネクタインターフェースに比べ、デバイスの寿命を延ばし、および／または、インターフェース要素に磨耗や裂傷がない状態を維持することができる。
【００１４】
本発明の他の形態では、携帯型デバイスおよびアクセサリのためのコネクタ接点インターフェースシステムが提供される。携帯型デバイスは１以上のばね内蔵接点でなる第１配列を有するデバイスコネクタを含んでいる。アクセサリはそのデバイスコネクタに結合するのに適したアクセサリコネクタを含み、そのアクセサリコネクタはデバイスコネクタの１以上のばね内蔵接点と整列するアクセサリ接点でなる第２配列を有している。デバイス接点およびアクセサリ接点の磨耗は、携帯型デバイスとアクセサリとの係合および係合解除時に実質的に低減される。デバイス接点およびアクセサリ接点は軸方向に整列するよう構成されているからである。コネクタが完全に係合したとき、それらは突合せ当接状態で整列する。デバイスおよび／またはアクセサリは、リジッドまたはフレキシブルな基板上に、またはコネクタハウジング内に含まれている。接点のいずれかまたは双方は、硬質の金など耐磨耗金属でめっきされている。
【００１５】
本発明のさらに他の形態では、開示されるコネクタインターフェースの構造に従って、インターフェースするのに適した携帯型デバイス用アクセサリが提供される。アクセサリは、電力および信号の少なくとも一方を伝送するための１以上のばね内蔵接点配列を含んでいる。１以上のばね内蔵接点は、アクセサリと携帯型デバイスとの係合時に、携帯型デバイスの結合接点と実質的に軸方向に整列し、突合せ当接される。ばね内蔵接点は、耐摩耗性のある、導電性の硬質の金でめっきされている。アクセサリは、携帯型デバイスとの係合が解除されているときに、無線通信するよう作動可能である。
【００１６】
上述した目的および関連する目的を達成するために、次の記述および添付の図面と関連して本発明の実施形態が例示される。しかしこれらの実施形態は、本発明の原理が適用可能な様々な方式の僅か数例を示すものであり、本発明にはかかる形態および均等物のすべてが含まれる。本発明の利点および新規な特徴は、図面と関連して考察することで、以下の詳細な説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を説明する。全体を通して、同様の参照番号が同様の要素を参照するのに用いられている。以下の記載においては、説明の目的で多くの特定細部が示されるが、これは本発明を十分に理解するためのものである。しかしながら、これら特定細部をもつことなく本発明を実施することも可能であることは明らかである。他の例では、本発明の説明を容易にする目的で、公知の構造およびデバイスがブロック図の形態で示される。
【００１８】
開示される発明は、多サイクルの使用に対して信頼性の高い、突合せ接点コネクタインターフェースシステムが提供される。これは携帯型コンピュータデバイス（例えばモバイル端末）に関連して、アラインメントおよび接点磨耗の問題を実質的に除去する。コネクタシステムの好適な適用例としてはベースユニットすなわちステーションとインターフェースする広範な携帯型デバイスがあり、例えば、ハンドヘルド端末、携帯型光学走査デバイス、携帯型磁気データリーダ、無線電話のほか、実用上、２セットの対向接点のインターフェースを要するいかなる応用例も含まれる。
【００１９】
図５を参照するに、開示される実施形態に係るコネクタシステム５００の一例の斜視図が示されている。システム５００は雄コネクタ５０２および雌コネクタ５０４の双方を含み、その各々は、特定の応用に従って適切な電気的接続を行うのに適合するよう製造された導電性接点の配列を有している。この好適実施形態において、雄コネクタ５０２はポゴ（ＰＯＧＯ；登録商標。本明細書および請求の範囲においては「ばね内蔵」と称する）型のピン接点５０６（例えば、圧縮可能な縮退ばねプローブまたはプランジャ）を含み、ピン接点は所定の配列をもってプラスチック製のハウジングブロック５０８内に組み込まれている。ばね内蔵接点５０６は頭部５１０を含み、その先端５１１は、コネクタ５０２および５０４が完全に係合したときに、対応する雌接点５１２と突合せ当接する。生じ得るミスアラインメントを許容するために、雌接点５１２は意図的に寸法を大きくしてある。従って、一般にコネクタ（５０２および５０４）のいずれかまたは双方に付随させる従来のアラインメントペグは不要である。ばね内蔵接点５０６および雌接点５１２の双方はラグ端（不図示）を含む。ラグ端は、圧接、はんだ付け、その他接続を行うために知られている他の技術によって、配線または回路トラックをデバイスに接続するためのものである。ここで、雌接点５１２（一連のポスト）は固定型の接点（例えばばね内蔵型でないもの）であり、プラスチック製のハウジングコネクタブロック５１４内に組み込まれている。接続の信頼性をより向上するために、雌接点５１２の接点端部５１６に広い露出面を設け、コネクタ５０２および５０４の完全な係合時に雄頭部５１０の先端５１１とのアラインメントが実質的に確保されるようにすることができる。これについては、後により詳しく述べる。
【００２０】
コネクタシステム５００は、コネクタ５０２および５０４の結合時にこの突合せ接触を行うために単純な軸方向運動を呈することで、多サイクルの使用に好適である。これは、挿抜動作が１０万回のオーダに及ぶ多サイクルに対し、アラインメント問題およびめっき磨耗の問題を低減ないしは排除するものである。すなわち、コネクタ５０２および５０４の係合時に、各ピン／パッド対についての作動的な電気接続をユーザに保証することができる。大きなアラインメント問題および実質的な接点の磨耗がないからである。コネクタ半体の双方の接点は、硬質の金のような、耐摩耗性のある導電性硬質金属材料でめっきされており、接点をクリーニングする必要を低減、もしくは実用上なくすことができる。
【００２１】
コネクタ５０２および５０４の双方またはいずれかにばね内蔵型接点を含み得ることが理解される。しかしコスト低減のためには、コネクタの一方のみにばね内蔵型接点を設けることが好ましく、これは雄コネクタの側である。さらに、使用形態によっては、すべてのばね内蔵接点を１種類とすることもできるし、また異なる種類のばね内蔵接点の組み合わせを同じコネクタにおいて用いることも可能である。
【００２２】
図６を参照するに、リジッドな回路基板（またはフレキシブル回路基板）６０２上の固定導通コンタクトパッドの配列として雌接点５１２が単純に構成されている他の実施形態を示す。かかる実装例においては、パッド６００は携帯型デバイスの回路基板の露出部分となり、ベースステーション、クレードルまたは結合アクセサリに戻されるときに、パッド６００が軸方向にアラインメントし（６０４）、雄コネクタのばね内蔵型ピン接点５０６と突き合わされるように携帯型デバイスが置かれることになる。
【００２３】
図７を参照するに、コネクタシステム５００と同様のコネクタシステム７００が１以上のばね内蔵型ピン５０６の混合配列および対応する大寸法の雌コネクタを含んでいる他の形態が示されている。この実装例では、１以上のばね内蔵型でないピン（すなわちペグ）７０２も含まれているが、必須のものではない。例えば、雄コネクタ７０４はばね内蔵型でないピン７０２を含み、これは雌コネクタ７０６のペグソケット（すなわち穴）７０８に嵌合するアラインメントペグであり、これによってユーザはコネクタ７０４および７０６をより容易に係合させることができるようになる。開示されるコネクタシステム７００に対しては、用途に応じて、迅速なアラインメント係合および解除を行う他の設計が用いられていてもよいことは勿論である。開示されたコネクタシステムは、すべてばね内蔵型の接点５０６を用いるものに限られず、ばね内蔵型の接点５０６とともに、１以上のガイドペグ７０２の配列や固定ピン接続部の配列を含むものでもよいのである。
【００２４】
図８を参照するに、図５に示されたインターフェースシステムを用い、コネクタ対が環状に設計されている他の実施形態が示されている。円形の雄コネクタ８００は、大寸法の雌接点７０５に対応する１以上のばね内蔵型ピン５０６と、１以上のばね内蔵型でないピン（すなわちペグ）との混合配列を含んでいる。この特別な形態では、雄コネクタ８００はばね内蔵型でない２つのピン７０２（一方は不図示）を含み、これらは円形の雌コネクタ８０２の対応ペグソケット（すなわち穴）７０８に嵌合するアラインメントペグであり、これによってユーザはコネクタ７０４および７０６をより容易に係合させることができるようになる。しかし上述したように、大寸法の雌接点７０５がミスアラインメントを補償するので、円形のコネクタ構成にアラインメントペグ７０２を用いることは必須ではない。開示される円形のコネクタシステム７００に対しては、用途に応じて、迅速なアラインメント係合および解除を行う他の設計が用いられていてもよいことは勿論である。開示された円形のコネクタシステムは、すべてばね内蔵型の接点５０６を用いるものに限られず、ばね内蔵型の接点５０６とともに、１以上のガイドペグ７０２の配列や固定ピン接続部の配列を含むものでもよいのである。
【００２５】
図９を参照するに、図５のコネクタ５０２および５０４に対するばね内蔵型ピン（図中「Ｐｉｎ」で示す）および対応する雌接点（図中「Ｆ−Ｃｏｎｔａｃｔ」で示す）間の関係がさらに詳細に示されているピン５０６の配置については、雄コネクタ５０２が対応雌接点５１２と実質的に軸方向に整列するよう設計されている。理想的には、雌接点５１２およびばね内蔵ピン５０６共通の中心軸に沿って軸方向に整列するようにされる。しかし作動時には、ベースステーションに対し、あるいはデバイス用に用いられ得る結合装置に対し、デバイスが繰り返しサイクル動作するので、コネクタアセンブリや結合装置に磨耗が生じ、この結果ばね内蔵ピン５０６の頭部５１０および雌接点５１２には僅かなミスアラインメントが生じ得る。ピン頭部５１０および雌接点５１２間の全体的な電気的遮断を引き起こし得るミスアラインメントを防止するために、接点端部５１６と同様に、雌接点の頭部９０２を大寸法のものとする。すなわち接点の表面積をピン頭部５１０の面積以上の寸法とすることで、多サイクルの耐用期間に起因して生じ得る軸９００の方向のミスアラインメントが補償されるようにする。従って、ピン頭部の先端５１１は、コネクタ５０２および５０４が係合するとき、雌接点５１２の接点頭部９０２に対し確実に突合せ当接するようになる。注意すべきは、この特別な実施形態において、ヘッド頭部５１０は丸みのついた先端５１１を有しており、コネクタ５０２および５０４にどのようなミスアラインメントが生じても、一点の電気的接続が行われるということである。よって、開示されたコネクタシステム構造を用いることで、従来技術では生じていたような金属同士のワイピングアクションが実質的に排除される。また、ばね内蔵型ピン５０６の頭部の形状と雌接点の頭部９０２の形状とを逆にし、雌接点頭部９０２の平坦な形状をばね内蔵ピン５０６の一部に設け、丸みのついた先端５１１の形状を雌接点５１２に適用してもよいことに注意すべきである。
【００２６】
図１０を参照するに、ピン頭部５１０と接触させるのに用いられる雌接点５１２の頭部９０２が雌コネクタ５０４のハウジング内に窪んでいる他の実施形態が詳細に示されている。接点頭部９０２がコネクタ５０４のハウジングの凹部１０００内に窪んでいることで、接点頭部９０２と突合せ接触させる際のピン頭部の先端５１１の案内が円滑に行われる。例えば、軸９００に対するピン頭部５１０の僅かなミスアラインメントが生じていた場合でも、凹部１０００の壁は、窪んでいる雌接点頭部９０２との接触を行わせるためのガイド（ファネル）として機能する。雌コネクタ５０４のハウジングは一般に硬質プラスチックなどで構成されているので、ピン頭部５１０の金属めっきは、凹部のプラスチック製の壁に対するヘッド頭部５１０のワイピングアクションによって磨耗することはない。また、ヘッド頭部５１０は丸みのついた先端５１１を有しており、コネクタ５０２および５０４にどのようなミスアラインメントが生じても、一点の電気的接続が行われるということに注意すべきである。これは、窪んだ大寸法の雌接点頭部９０２をもつことを含め、開示の構造が多くの方式において実施され得ることを示している。
【００２７】
図１１を参照するに、ばね内蔵型ピン５０６が平坦な先端１１００を有している他の実施形態が詳細に示されている。これは、開示のコネクタシステムの雄コネクタ５０２が特別な形態のばね内蔵ピンに限られないということを単純に示すものである。
【００２８】
図１２を参照するに、ばね内蔵型ピン５０６が平坦な先端１１００を有し、かつ雌接点頭部９０２が雌コネクタ５０４のハウジング内に窪んでいる他の実施形態が詳細に示されている。これも、開示のコネクタシステムの雌コネクタ５０４が特別な形態または設計による固定の雌接点５１２に限られないということを単純に示すものである。
【００２９】
図１３を参照するに、ばね内蔵型ピン５０６が平坦な先端１１００を有し、かつ固定の雌接点５１２が丸みのついた頭部１３００を有している他の実施形態が詳細に示されている。これは、開示のコネクタシステムの雌コネクタ５０４が特別な形態または設計による固定の雌接点５１２に限られないということを単純に示すものである。
【００３０】
図１４を参照するに、ばね内蔵型ピン５０６がピン頭部５１０に丸みのついた先端５１１を有し、かつ雌接点５１２が円錐状に窪んだ空洞部をもつよう設計された頭部１４００を有している他の実施形態が詳細に示されている。この特別な形態の頭部１４００は、丸みのついた雄の頭部先端５１１の表面に多点接触を提供する。これも、開示のコネクタシステムの雌コネクタ５０４が特別な形態または設計による固定の雌接点５１２およびばね内蔵ピン５０６に限られないということを単純に示すものである。
【００３１】
図１５を参照するに、図１５ａの伸張位置から図１５ｂの縮退位置までの、接点５１２に対するばね内蔵ピン５０６のピン頭部５１０の位置決めが示されている。ピン５０６はピン弾性部材１５００を含み、ピンアセンブリ５０６のピン外郭１５０２から前進する方向にピン頭部５１０を付勢している。従ってコネクタ５０２が結合コネクタ５０４とインターフェースしていないときには、ピン頭部５１０の先端５１１は外郭１５０２の端部から距離ｄ1だけ突出している。このとき、弾性部材１５００は実質的に伸張位置にある。図１５ｂにおいては、雄コネクタ５０２が雌コネクタ５０４と係合することにより、ピン頭部５１０が外郭１５０２内に後退している。弾性部材１５００は、雄コネクタ５０２と雌コネクタ５０４との近接の程度に従った縮退位置をとる。従って、ピン先端５１１が接点５１２と当接してコネクタ５０２および５０４が完全な係合状態では、ピン頭部５１０の先端５１１は外郭１５０２の端部から距離ｄ2だけ突出する。
【００３２】
図１６を参照するに、図１６ａの伸張位置から完全なコネクタ係合の過程における図１６ｂに示す部分的な縮退位置までの、ばね内蔵型ピン５０６およびばね内蔵型接点１６００の双方の位置決めが示されている。ばね内蔵接点１６００は外郭１６０２を含み、可動の接点頭部１６０４を保持している。この実施形態ではばねとした接点弾性部材１６０６が接点頭部１６０４を定常的に付勢することで、コネクタ５０２および５０４の非係合時には、接点頭部１６０４が距離ｄ3だけ外郭１６０２から確実に突出するようにする。同様に、コネクタ５０２および５０４の非係合時には、ピン頭部５１０が距離ｄ1だけ突出している。
【００３３】
コネクタ５０２および５０４が完全に係合し、ピン頭部５１０と接点頭部１６０４とが当接ずると、接点頭部１６０４は接点外郭１６０２内に後退し、外郭１６０２の端部から距離ｄ4だけ突出する。これに伴い、ピン頭部５１０はピン外郭１５０２内に後退し、外郭１５０２の端部から距離ｄ5だけ突出する。このとき接点部材１６０６およびピン部材１５００の双方は、完全なコネクタ係合の過程で次第に大きく圧縮される。さらに、距離ｄ4およびｄ5は各部材１５００および１６０６の相対強度に応じて決定される。例えば、ピン部材１５００が接点部材１６０６より強い場合には、平衡に達するまで、ピン部材１５００は接点部材を「圧倒（overpower）」して、幾分突出する。従って、ピン頭部５１０と接点１６０４との間で信頼性の高い導電インターフェースが提供される。
【００３４】
図１７を参照するに、開示されたコネクタシステムを用いる装置の概略ブロック図が示されている。携帯型デバイス１７００とベースユニット１７０２とはコネクタシステム５００を介して接続される。デバイス１７００はコネクタ５０４と同様の雌コネクタ１７０４を含み、ベースユニット１７７０２の信号および電力を受容する。従って、ベースユニット１７０２はばね内蔵型ピンを用いる対応雄コネクタ１７０６を含んでいる。よって、ユーザが携帯型デバイスをベースユニット１７０２から取り外し、再置したときに、固定接点の雌コネクタ１７０４およびばね内蔵型ピン５０６の雄コネクタ１７０６が係合し、電力および／または信号の接続が行われる。ユーザに情報を提示するためのディスプレイ１７０８や、ユーザがデバイス１７００を利用または設定するための情報の入力手段を提供する入力パッド１７１０を携帯型デバイス１７００が含んでいてもよいことに注意すべきである。
【００３５】
図１８ａおよび図１８ｂを参照するに、開示の接点構造を含むのに適した携帯型端末デバイス１８００（携帯型デバイス１７００と同様）の前面および背面が示されている。図１８ａが正面側を示す図であり、図１８ｂが背面側を示す図である。この具体例では、携帯型電子デバイス１８００は在庫の監視、データのスキャンおよび格納などを行う無線通信ネットワークにおいて用いられるハンドヘルド端末である。ユーザはキーパッド１８０２を介し手動でデバイス１８００とインターフェースし、データフォーム読取コンポーネント１８０４を用いて例えばバーコード、画像、磁気メディアのフォーマットによるデータフォーム（不図示）を読み取ることによって、自動的なデータ入力を行うことができる。データフォーム読取コンポーネント１８０４には例えばバーコードスキャナ、イメージング装置あるいは磁気リーダなどが含まれ、それらの動作はＬＡＮあるいはＷＡＮなどのネットワークと有線または無線通信するデバイス１８００から独立して行うことができる。デバイス１８００がＬＡＮ／ＷＡＮに対しリアルタイムのデータ通信を行うためのＲＦ手段などの無線通信能力を有していない場合には、データはデバイス１８００に内蔵のメモリに格納される。そのメモリは、マイクロドライブディスク記憶ユニット、ＲＡＭ型のメモリ、フラッシュメモリなど、不揮発性記憶手段の形態をとることができる。デバイス１８００をＬＡＮ／ＷＡＮに接続したときに、格納データをネットワーク上のクライアントまたはサーバーコンピュータなどのネットワーク記憶ノードに伝送することができる。本質的に形態可能で、本発明に適合する電子回路を内蔵したデバイスであれば、携帯型デバイス１８００はいかなる形態のものであってもよい。例えば、携帯型デバイスはラップトップコンピュータ、ノート型コンピュータ、パーソナル・データ・アシスタント（Personal Data Assistant）、携帯電話、ポケットベル（pager）などであってもよい。それらはいずれもバッテリなどオンボード電源を用いるものである。
【００３６】
デバイス１８００は以下の要素を含んでいる（ただしこれに限定されるものではない）。すなわち、デバイスのハードウェアおよびソフトウェアを内蔵し、耐久性のあるエンクロージャを提供するためのハウジング１８０６；デバイスをオン／オフするための電源ボタン１８０７；ユーザに情報を表示するディスプレイ１８０８（ここで、ディスプレイ１８００をタッチスクリーンディスプレイなどの相互インターフェースとし、情報および／または動作コマンドの手動入力をユーザに許容するものであってもよい）；ユーザが情報および／または動作コマンドの入力を行うためのインターフェースキーのセットを含むキーパッド１８０２（全英数字入力機能、ファンクションキー、コントロールキーなどを含むものとすることができる）；例えばバーコードスキャナ、画像読取装置（imager）、磁気メディアリーダなどのデータフォーム読取デバイス１８０４；基本的なビープ音や被変調言語信号（modulated verbal signals）などの音声をユーザに出力するためのスピーカ；および、１以上の通信ポート（ハウジング１８０６から分離して設けられるもの、および／または、開示の接点構造を内蔵する結合コネクタ１８１４を介するものとすることができる）、などの要素である。
【００３７】
コネクタ１８１４はベースステーション１８１７のベースコネクタまたは他の適切なアクセサリと結合する。コネクタ（１８１４および１８１５）は雄コネクタまたは雌コネクタのいずれかであり、開示の接点構造および、それに設けられたコネクタ５０２,５０４，６００，７０４，７０６，８００，８０２のいずれかの配列を用いている。ベースステーション１８１７は、適合するデバイス１８００がステーション１８１７にある間、デバイス１８００のバッテリを充電するとともに、デバイス１８００を作動させる電力を供給する。ステーション１８１７はまた、携帯型デバイス１８００がステーション１８１７と係合していないときには、デバイス１８００と無線通信するよう作動可能である。ステーション１８１７はケーブル１８１９を有し、電力供給および通信を受容する。例えば、ケーブル１８１９はネットワークリソースとデバイス１８００との間でデータのアップロード／ダウンロードを可能とする有線のネットワーク接続部であってもよい。開示の接点構造の他の配列が組み込まれていてもよいことは明らかである。デバイス１８００にＬＥＤなどの発光素子を設け、データフォームが適切にリードできたか否かを報知するべく発光させるようにすることも可能である。
【００３８】
ハウジング１８０６は細長い筐体であり、ユーザの掌にうまく収まる外形を持つような寸法および構造となっている。ハウジング１８０６は、例えばフロントシェル１８１６およびリアシェル１８１８、さらにはバッテリパックのリッド１８２０など、複数の結合シェル部分を具えるものであってもよい。
【００３９】
図１８ｂにおいて、ハウジング１８０６はユーザの使い易さのためにハンドストラップ１８２２を有するものとして描かれている。ハンドストラップ１８２２はユーザが手にデバイス１８００を持つ際の補助具となる。デバイス１８００はまた開口１８２４を含んでおり、データフォームリーダ１８０４はこれを通してラベルまたは読み取り対象物のデータフォームを読むことが可能となる。ユーザがキーパッドおよび／またはタッチスクリーンを使用する際の補助を行うために、ペンホルダ１８２８にはペン１８２６が設けられている。
【００４０】
開示のコネクタシステムに対しては、他の通信インターフェース技術を適用することも可能である。例えばＩ2Ｃ（Inter-IC bus）、ＲＳ−２３２、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４（FireWire（登録商標）としても知られている）など、公知のシリアルおよびパラレル通信技術を用いることができる。
【００４１】
本発明の好適な形態を詳細に説明したが、添付の請求の範囲に定義されるような本発明の精神および範囲を逸脱することなく、種々の変更や代用、変形を加え得ることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】ワイピング形式の接点を用いる従来のコネクタ対アセンブリの斜視図である。
【図２】図１に示したワイピング形式接点を含む従来のコネクタ対の側面図である。
【図３】従来のピン・ソケット型コネクタアセンブリの斜視図である。
【図４】図３に示したピン・ソケット型接点を含む従来のコネクタ対の側面図である。
【図５】開示の実施形態に従って例示されるコネクタシステムの斜視図である。
【図６】リジッドな回路基板（またはフレキシブル回路基板）上の固定導通コンタクトパッドの配列として雌接点が単純に構成されている他の実施形態を示す。
【図７】図５のコネクタシステムが１以上のばね内蔵型ピンおよび１以上のばね内蔵型でないピンの混合配列を含んでいる他の実施形態を示す。
【図８】図５に示されたインターフェースシステムを用い、コネクタが環状に設計されている他の実施形態を示す。
【図９】図５のコネクタシステムに対するばね内蔵型ピンおよび対応する雌接点間の関係をさらに詳細に示す図である。
【図１０】ピン頭部と接触させるのに用いられる雌接点の頭部が雌コネクタのハウジング内に窪んでいる他の実施形態を詳細に示す図である。
【図１１】ばね内蔵型ピンが平坦な先端を有している他の実施形態を詳細に示す図である。
【図１２】ばね内蔵型ピンが平坦な先端を有し、かつ雌接点頭部が雌コネクタのハウジング内に窪んでいる他の実施形態を詳細に示す図である。
【図１３】ばね内蔵型ピンが平坦な先端を有し、かつ固定の雌接点が丸みのついた頭部を有している他の実施形態を詳細に示す図である。
【図１４】ばね内蔵型ピンが丸みのついたピン頭部を有し、かつ雌接点が円錐状に窪んだ空洞部をもつよう設計された頭部を有している他の実施形態を詳細に示す図である。
【図１５】図１５ａの伸張位置から図１５ｂの縮退位置までの、接点に対するばね内蔵ピンのピン頭部の位置決めを示している。
【図１６】図１６ａの伸張位置から完全なコネクタ係合の過程における図１６ｂに示す部分的な縮退位置までの、ばね内蔵型ピンおよびばね内蔵型接点の双方の位置決めを示している。
【図１７】開示のコネクタシステムを用いる装置の概略ブロック図である。
【図１８ａ】開示の接点構造を含むのに適した携帯型端末デバイスの前面を示す図である。
【図１８ｂ】開示の接点構造を含むのに適した携帯型端末デバイスの背面を示す図である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【国際調査報告】
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