JP2002149285A - 電源アダプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 端末機器に電源端子部を不要とすることでそ
の小型化とコストダウンを図るようにするとともに、コ
ンピュータシステムの機能アップを実現する。 【解決手段】 筐体２に、交流−直流コンバータ３を内
蔵するとともに交流電源に接続されるプラグ４を設け
る。筐体２に、ホスト側機器３１と接続された機器間接
続用ＵＳＢケーブル１１のコネクタ１２が接続されるコ
ネクタ部７と、先端部にコネクタ１３が設けられて端末
側機器３８が接続される接続用ＵＳＢケーブル９が設け
られる。交流−直流コンバータ３の出力が、接続用ＵＳ
Ｂケーブル９の電源線１８，１９に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流−直流コンバ
ータを内蔵して交流電源が供給され、電子機器等に対し
て直流電源を供給する電源アダプタに関し、さらに詳し
くは接続側電子機器とホスト機器側との間において送受
信されるデータ信号や制御信号等を伝送するパーソナル
コンピュータ用汎用バス機能を有する電源アダプタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと
略称する。）には、本体に対して、モニタ、キーボー
ド、マウス等の入出力端末機や、プリンタ、サーバ、ス
キャナ、外部記憶装置或いは画像処理装置等の周辺機器
が接続される。ＰＣにおいては、本体と周辺機器との間
を例えば赤外線を介して１対１で接続してデータ信号や
制御信号等を相互に接続するシステムが提供されてい
る。また、ＰＣにおいては、本体と周辺機器との間をデ
ータ信号や制御信号等を伝送するとともに電源を供給す
る汎用バスによって相互に接続することにより、コンピ
ュータシステムの構築が図られている。

【０００３】汎用バスには、種々の規格が提案されてお
り、例えばマルチメディア用途としてＩＥＥＥ１３９４
規格が汎用され、周辺機器との接続用として本体側から
の電源供給も行うユー・エス・ビー（Ｕｎｉｖｅｒｓａ
ｌ Ｓｅｒｉａｌ ＢＵＳ以下、ＵＳＢと略称する。）
規格が汎用されている。ＵＳＢは、ＵＳＢケーブルを用
いてハブを介して端末機器をシリアル接続し、ホスト機
器であるＰＣによってシステム制御が行われる。ＵＳＢ
は、データ信号等を１２Ｍｂｐｓのフルスピードモード
と最大１．５Ｍｂｐｓのロースピードモードにより半二
重の転送を行う。

【０００４】ＵＳＢケーブルは、２本の信号線と、１本
の電源線及びグランド線の４本から構成される。ＵＳＢ
コネクタは、例えばキーボードやマウス等のようにケー
ブルの取り外しを行わない周辺機器が接続されるシリー
ズＡ規格と、プリンタやスキャナ等のようにケーブルの
取り外しが行われる周辺機器が接続されるシリーズＢ規
格とがある。ＵＳＢコネクタには、いずれにもケーブル
の信号線、電源線及びグランド線がそれぞれ接続される
２個の信号端子と、１個の電源端子及びグランド端子と
が備えられる。

【０００５】ＵＳＢは、上述したようにホスト機器側か
らの電源供給機能を有していることから、電源ユニット
を内蔵するセルフパワーディバイスと、ＵＳＢケーブル
を介して電源供給を受けるバスパワーディバイスの接続
が可能である。電源供給機能は、周辺機器に対して、Ｐ
Ｃ本体側から直接供給する場合と、中継器として機能す
るＵＳＢハブを介して供給する場合とがある。ＵＳＢハ
ブは、電源供給機能とともに、ホットスワップ等による
接続検出、ポートのオンオフ切替機能或いはリセットや
レジューム制御等のポート制御機能や、信号状態の確認
やエラーのリカバリ等の機能を奏する。ＵＳＢハブは、
消費電力の関係から、周辺機器の接続可能台数が制限さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＰＣをホス
ト機器としてＵＳＢ規格のコンピュータシステムを構成
する各機器においては、一般にプリンタやスキャナ等の
大型機器がセルフパワーディバイスとして内蔵電源を備
えており、起動時にバスからの電源供給を受けてもバス
ケーブルの電源線からの電源供給を受けることなくデー
タ信号等の送受信動作を行うことが可能である。しかし
ながら、小型の周辺機器においては、一般に内部電源を
有しておらず、もっぱらバスケーブルの電源線からの電
源供給を受けてデータ信号等の送受信動作が行われる。

【０００７】また、小型周辺機器においては、コンピュ
ータシステムから切り離されて単独で使用されることも
あるが、その場合には電源アダプタが接続されたり電池
パックが装填されて電源供給を受けるように構成されて
いる。したがって、小型周辺機器には、ＵＳＢ規格のコ
ネクタ部とともに、電源アダプタが接続される電源コネ
クタ部や電池パック装填部が設けられる。小型周辺機器
は、このために全体的に大型化するとともにコストがア
ップするといった問題があった。

【０００８】一方、ＵＳＢコンピュータシステムにおい
ては、ハブを介して多数の周辺機器を接続してバスを構
成するが、ハブからの経路が長くなると線路損失による
電圧降下等が生じて不安定となるといった問題が生じる
ことがあった。また、ＵＳＢコンピュータシステムにお
いては、電源容量が大きい多数の周辺機器をシリアスに
接続するような場合に、電源の供給元となるＰＣ本体や
ハブの電源負荷が大きくなり、これによって電源状態が
不安定となるといった問題があった。ＵＳＢコンピュー
タシステムにおいては、長い経路でバスが構成される場
合にノイズの混入等の問題が生じることがあった。

【０００９】ＵＳＢコンピュータシステムにおいては、
かかる問題点に対応するためにある周辺機器については
独立電源で動作させる対応も図るようにしているが、こ
れらの周辺機器には上述したようにＵＳＢ規格のコネク
タ部と電源コネクタ部とが必要とされる。

【００１０】ＵＳＢコンピュータシステムにおいては、
上述したようにＰＣをホスト機器として接続された全て
の周辺機器のシステム制御が行われることが基本とされ
る。各周辺機器について、今後例えば制御部の大容量化
等が図られることによって特定の周辺機器間で直接デー
タ信号等の送受信動作を行うことも可能となるが、必要
となる電源供給の対応が必要となる。

【００１１】したがって、本発明は、端末機器に電源端
子部を不要とすることでその小型化とコストダウンを図
るようにするとともに、コンピュータシステムの機能ア
ップを実現する電源アダプタを提供することを目的とし
たものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明にかかる電源アダプタは、交流−直流コンバータを内
蔵するとともに交流電源に接続されるプラグが設けられ
た本体部と、この本体部に設けられてホスト側機器と接
続された機器間接続用ＵＳＢケーブルのコネクタが接続
される一対の信号端子と１個の電源端子及びグランド端
子とを備えるコネクタ部と、一対の信号線と１本の電源
線及びグランド線とを備えて一端側が機器間接続用ＵＳ
Ｂケーブル側のコネクタ部の相対する信号端子と電源端
子及びグランド端子とそれぞれ接続されるとともに、本
体部から引き出された他端側に端末側機器のＵＳＢコネ
クタと接続されるプラグが設けられた接続用ＵＳＢケー
ブルとからなる。電源アダプタは、交流−直流コンバー
タの出力が電源線に供給されるように接続されてなる。

【００１３】以上のように構成された本発明にかかる電
源アダプタによれば、本体部のプラグを介して商用電源
と接続されて交流を直流変換して接続用ＵＳＢケーブル
に接続された端末機器に電源を供給することで、この端
末機器に電源端子部を不要として小型化とコストダウン
とが図られるようにする。電源アダプタは、本体部のコ
ネクタにホスト機器側と接続された機器間接続用ＵＳＢ
ケーブルのコネクタが接続されるとともに引き出された
接続用ＵＳＢケーブルのコネクタが端末機器側のＵＳＢ
コネクタと接続されることによって、ホスト側機器側と
端末機器との間でＵＳＢ仕様の汎用バスの中継器を構成
する。電源アダプタは、接続された端末機器に対して直
流変換された電源を供給することにより、ホスト側機器
側からの電源供給を不要としてその負荷を低減するとと
もに伝送路の損失等の影響を受けることなく安定した電
源を供給する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として
示す電源アダプタ１は、図１に示すように筐体２の内部
に交流−直流コンバータ３を内蔵するとともに一対のプ
ラグ４ａ、４ｂが突設された基本形態について従来の電
源アダプタと同様とする。電源アダプタ１は、詳細を後
述するように電子機器に対して電源を供給するととも
に、ＰＣ本体やハブ等のホスト側機器と接続されること
によって当該電子機器をＵＳＢコンピュータシステムに
接続する中継器として機能する。

【００１５】電源アダプタ１には、交流−直流コンバー
タ３を実装した配線基板５が筐体２に内蔵されており、
この配線基板５に第１のコネクタ６と第２のコネクタ７
とが実装されている。電源アダプタ１には、筐体２の第
１の主面２ａにプラグ４が突出され、この第１の主面２
ａと直交する第１の側面２ｂに第１のコネクタ６が配置
されるとともに第１の主面２ａと第１の側面２ｂとに直
交する第２の側面２ｃに第２のコネクタ７が配置されて
なる。

【００１６】電源アダプタ１は、交流−直流コンバータ
３と第１のコネクタ６及び第２のコネクタ７とが、配線
基板５を介して適宜接続されている。電源アダプタ１に
は、第１の側面２ｂに形成した引出し孔８から、第１の
コネクタ６に一端を固定されて端末機器側と接続される
接続用ＵＳＢケーブル９が引き出される、電源アダプタ
１には、第２の側面２ｃに第２のコネクタ（ソケット）
７を外方に臨ませるコネクタ開口１０が設けられてい
る。電源アダプタ１には、第２のコネクタ７に対して、
一端側をＰＣ本体やハブと接続された機器間接続用ＵＳ
Ｂケーブル１１に設けたＵＳＢ仕様のコネクタ（プラ
グ）１２がコネクタ開口１０に挿通されて接続される。
電源アダプタ１は、接続用ケーブル９の先端部に、端末
機器と接続されるＵＳＢ仕様のコネクタ（プラグ）１３
が設けられている。

【００１７】接続用ＵＳＢケーブル９と機器間接続用Ｕ
ＳＢケーブル１１には、図２に示したＵＳＢ規格に適合
したＵＳＢケーブル１４が用いられる。ＵＳＢケーブル
１４は、全体を絶縁チューブ１５によって被覆された４
本の導線１６乃至１９とからなる。ＵＳＢケーブル１４
は、外部ノイズや自身から発生するノイズを遮断するた
めに全体がグランドシールされてなる。なお、ＵＳＢケ
ーブル１４は、最大長が５メートルに規定され、ＰＣ本
体から最遠位置の端末機器との間に最大５段のハブを介
在させることが可能であり、最長３０メートルのバスを
構成する。

【００１８】ＵＳＢケーブル１４においては、第１の導
線１６と第２の導線１７とが、それぞれ緑色と白色の絶
縁チューブで被覆して一対の信号線を構成する。ＵＳＢ
ケーブル１４は、ＵＳＢコンピュータシステム上におい
てデータ信号が作動信号として扱われることから、第１
の導線１６と第２の導線１７とを絶縁チューブ２０によ
り被覆されたツイストペア線で構成する。ＵＳＢケーブ
ル１４においては、第３の導線１８と第４の導線１９と
で電源線を構成する。ＵＳＢケーブル１４は、詳細には
第３の導線１８が赤色の絶縁チューブで被覆された電圧
線を構成し、第４の導線１９が黒色の絶縁チューブで被
覆されたグランド線を構成する。

【００１９】ＵＳＢコンピュータシステムにおいては、
バスの接続位置に対応して形状仕様を異にした２種類の
ＵＳＢコネクタ、すなわち上位側機器との接続が行われ
るシリーズＡコネクタと、下位側機器の接続が行われる
シリーズＢコネクタとが用いられる。したがって、電源
アダプタ１は、下位側機器に接続される接続用ケーブル
９の先端部に設けられたコネクタ１３にシリーズＡコネ
クタが用いられる。また、電源アダプタ１には、第２の
コネクタ７に対して上位側機器からの機器間接続用ＵＳ
Ｂケーブル１１に設けられたシリーズＡ仕様のコネクタ
が１２が接続される。

【００２０】電源アダプタ１は、ソケット型の第２のコ
ネクタ７に、上述した第１の導線１６乃至第４の導線１
９にそれぞれ対応して一対の信号端子２１、２２と、電
源端子２３及びグランド端子２４とを備えてなる。電源
アダプタ１には、第２のコネクタ７と凹凸逆のプラグ型
のコネクタ１３にも上述した第１の導線１６乃至第４の
導線１９に対応して一対の信号端子２５、２６と、電源
端子２７及びグランド端子２８とが備えられる。

【００２１】以上のように構成された電源アダプタ１
は、プラグ４が商用電源のコンセントに差し込まれるこ
とにより、接続用ＵＳＢケーブル９を介して接続された
端末機器に対して直流変換した電源を供給する。また、
電源アダプタ１は、ホスト側機器に接続された機器間接
続用ＵＳＢケーブル１１のコネクタ１２が第２のコネク
タ７に差し込まれるとともに、接続用ＵＳＢケーブル９
のコネクタ１３が端末機器と接続されてバスを構成す
る。

【００２２】電源アダプタ１は、接続用ＵＳＢケーブル
９及び機器間接続用ＵＳＢケーブル１１を介してデータ
信号や制御信号等を相互に伝送するとともに、ホスト側
機器側から供給される直流電源を端末機器に供給する電
源供給路を構成する。また、電源アダプタ１は、商用電
源と接続された場合において、端末機器に対して直流電
源を供給するとともに、端末機器とホスト側機器との間
のデータ信号等の伝送路を構成する。

【００２３】電源アダプタ１においては、上述したよう
にＵＳＢ規格に基づいてホスト側機器と端末機器との間
に介在してＵＳＢコンピュータシステムの中継器機能を
奏するとともに、端末機器に対してホスト側機器から供
給される電源を供給する機能を奏する。一方、電源アダ
プタ１においては、端末機器がＵＳＢコンピュータシス
テムから切り離されて単独で用いられる場合において、
この端末機器に対して商用電源から直流変換された電源
を供給する機能を奏する。したがって、電源アダプタ１
は、端末機器にＵＳＢコネクタを設ければよく、従来の
ように電源接続用のコネクタ部を不要とさせてその小型
化と部品点数を削減してコスト低減が図られるようにす
る。

【００２４】上述した電源アダプタ１は、図３に示すよ
うに用いられてＵＳＢコンピュータシステム３０を構成
する。ＵＳＢコンピュータシステム３０においては、Ｐ
Ｃ３１をホスト機器として、このＰＣ３１に対してＵＳ
Ｂケーブル３２を介して例えばマウス３３、プリンタ３
４或いはハブ３５がそれぞれ接続される。ＵＳＢコンピ
ュータシステム３０においては、ハブ３５に対してＵＳ
Ｂケーブル３２を介して例えばスキャナ３６や外部記憶
装置３７等が接続される。

【００２５】ＵＳＢコンピュータシステムにおいては、
機器間接続用ＵＳＢケーブル１１を介してハブ３３に対
して電源アダプタ１が接続され、さらにこの電源アダプ
タ１の接続用ＵＳＢケーブル９に対して例えばデジタル
カメラ３８が接続される。プリンタ３４やスキャナ３６
或いは外部記憶装置３７には、詳細を省略するがそれぞ
れ電源部や接続用のコネクタ部を備えており、商用電源
から直接電源の供給を受けるとともに下位側接続機器の
接続が行われる。

【００２６】ＵＳＢコンピュータシステム３０において
は、電源アダプタ１が、ハブ３５に接続されるばかりで
なく機器間接続用ＵＳＢケーブル１１を介してＰＣ３１
に直接接続することも可能であるとともに上述したプリ
ンタ３４等の大形機器をホスト機器として機器間接続用
ＵＳＢケーブル１１を介して接続することも可能であ
る。ＵＳＢコンピュータシステム３０においては、この
場合電源アダプタ１が、そのプラグ４をホスト機器の電
源部と直接接続されるとともに機器間接続用ＵＳＢケー
ブル１１を介してＰＣ３１に接続するようにしてもよ
い。

【００２７】ＵＳＢコンピュータシステム３０において
は、上述したように電源アダプタ１に電源部を有しない
デジタルカメラ３８が接続用ＵＳＢケーブル９を介して
接続されてなる。ＵＳＢコンピュータシステム３０にお
いては、ＰＣ３１の処理操作によってデジタルカメラ３
８で撮像された画像情報を取り込んで画像処理が行われ
る。電源アダプタ１は、デジタルカメラ３８が、例えば
内蔵電池の充電処理等のようにＵＳＢコンピュータシス
テム３０と直接関係のない外部電源を必要とする操作を
行われる場合に、商用電源に接続されてデジタルカメラ
３８に電源の供給を行う。

【００２８】ＵＳＢコンピュータシステム３０において
は、ＰＣ３１やハブ３５からの経路が長くなった場合に
線路損失による電圧降下が生じ、また大容量の電源を必
要とする多数の端末機器が接続された場合にＰＣ３１や
ハブ３５の負荷が大きくなって、電圧状態が不安定とな
る。ＵＳＢコンピュータシステム３０においては、電源
アダプタ１を介して接続機器に対して直接電源の供給を
行うことで、ＰＣ３１やハブ３５の電源負荷を低減して
安定した電源下でその駆動が行われるようにする。した
がって、ＵＳＢコンピュータシステム３０においては、
電源アダプタ１を介在させることにより各接続機器が安
定した電源で駆動されるとともに電源の対応が不要とな
り、信頼性の向上と機能アップが図られる。

【００２９】電源アダプタ１によれば、ＵＳＢコンピュ
ータシステム３０の規定外の使用例であるが接続機器間
において直接データ信号等の送受信を行うような場合で
も、各接続機器間の電源を充分に確保されるようにす
る。また、電源アダプタ１によれば、接続機器について
規定の電圧以上で駆動することも可能とする。電源アダ
プタ１には、上述したデジタルカメラ３８ばかりでな
く、ハンディカム等の撮像装置や、スピーカ等の機器が
好適に接続される。

【００３０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる電源アダプタによれば、端末機器とホスト側機器と
の間でＵＳＢ仕様の汎用バスの中継器を構成するととも
に電源の供給を行うことから、この端末機器がＵＳＢバ
スに接続されてホスト機器側から電源供給を受けない場
合に使用される電源端子部を不要としてその小型化とコ
ストダウンを達成することを可能とする。電源アダプタ
によれば、端末機器がＵＳＢバスを介してホスト機器側
と接続される場合においても、ホスト側機器側からの電
源供給を不要とすることが可能であるためにホスト側機
器側の負荷を低減するとともに伝送路の損失の影響を受
けずに端末機器に対して安定した電源を供給することを
可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態として示す電源アダプタに
ついて、筐体を省略して示した要部斜視図である。

【図２】ＵＳＢケーブルの断面図である。

【図３】同電源アダプタを備えるＵＳＢコンピュータシ
ステムの構成図である。

【符号の説明】

１ 電源アダプタ ２ 筐体 ３ 交流−直流コンバータ ４ プラグ ５ 配線基板 ６ 第１のコネクタ ７ 第２のコネクタ ９ 接続用ＵＳＢケーブル １１ 機器間接続用ＵＳＢケーブル １２ コネクタ １３ コネクタ １４ ＵＳＢケーブル １６ 第１の導線（信号線） １７ 第２の導線（信号線） １８ 第３の導線（電源線） １９ 第４の導線（グランド線） ２１ 信号端子 ２２ 信号端子 ２３ 電源端子 ２４ グランド端子 ２５ 信号端子 ２６ 信号端子 ２７ 電源端子 ２８ グランド端子 ３０ ＵＳＢコンピュータシステム ３１ ＰＣ（パーソナルコンピュータ） ３５ ハブ ３８ デジタルカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｒ 31/02 Ｇ０６Ｆ 1/00 ３３１Ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流−直流コンバータを内蔵するととも
   に交流電源に接続されるプラグが設けられた本体部と、 前記本体部に設けられ、ホスト側機器と接続された機器
   間接続用ユー・エス・ビー・ケーブルのコネクタが接続
   されるコネクタ部と、 一端側が前記コネクタ部と接続されるとともに、前記本
   体部から引き出された他端側に端末機器側のユー・エス
   ・ビー・コネクタと接続されるコネクタが設けられた接
   続用ユー・エス・ビー・ケーブルとからなり、 前記機器間接続用ユー・エス・ビー・ケーブル及び接続
   用ユー・エス・ビー・ケーブルを介してホスト側機器と
   端末機器との間のパーソナルコンピュータ用汎用バスの
   中継器を構成するとともに、前記交流−直流コンバータ
   の出力を前記電源線に供給することにより、前記接続側
   機器に対して直流電源を直接供給することを特徴とする
   電源アダプタ。