JP2006172478A - Thin usb electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、USB 電子装置に係り、特に、薄型USB 電子装置に関する。 The present invention relates to a USB electronic device, and more particularly to a thin USB electronic device.
情報電子(IT) 産業の発展にともない、携帯型の電子装置の普及が進んでいる。そのうち、フラッシュドライブ或いは小型メモリカードのようなものは、最も普及しているユニバーサルシリアルバス(USB) のような特定のインタフェースを通してホスト(PC或いはノートブック型コンピュータ)と接続される。現在、パーソナルコンピュータにおいて、USB は最も普及しているI/O インタフェースであり、ゆえに多くの電子装置がデータ伝送インタフェースとしてUSB を採用している。USB 使用のメリットは、異なるI/O インタフェースの携帯型装置のためのカードリーダーの使用を減らせることである。 With the development of the information electronics (IT) industry, portable electronic devices are becoming popular. Among them, a flash drive or a small memory card is connected to a host (PC or notebook computer) through a specific interface such as the most popular universal serial bus (USB). Currently, USB is the most popular I / O interface in personal computers, and therefore many electronic devices employ USB as a data transmission interface. The advantage of using USB is that it reduces the use of card readers for portable devices with different I / O interfaces.
一般的にUSB 電子装置のコネクタは、回路基板とは別個のものであり、半田付け等の方法で電子回路と結合されている。しかし、USB コネクタの厚みの制限を受けてUSB 電子装置の厚みも厚くならざるを得ず、携帯に当たり不便となっている。図1のように、USB コネクタのハウジング100がUSB 電子装置に影響を与えその厚みと体積を増す。できるだけUSB 電子装置間の全ての電子素子の厚みを減らす通常の解決策は、USB コネクタの構造を改良するか、コネクタのない設計を採用してUSB 電子装置を薄型化する、というものである。図2Aと図2Bを参照されたい。特許文献1にはUSB ストレージ装置が記載され、そのうちコネクタ202は回路基板より延伸され上部ハウジング200と下部ハウジング201内に被包されている。USB ポートの接点をコネクタ202上に直接電気メッキされた金属膜204に接触させることで、USB ストレージ装置はホストと回路ループを構成できる。しかしながら、外物によりコネクタ202のほとんどの部分は装置ハウジングより露出しており、接点(金属膜で形成されている)短絡を形成しやすく、このために電子装置の寿命を短縮させる。
In general, a connector of a USB electronic device is separate from a circuit board and is connected to an electronic circuit by a method such as soldering. However, due to restrictions on the thickness of the USB connector, the thickness of the USB electronic device must be increased, making it inconvenient to carry. As shown in FIG. 1, the USB connector housing 100 affects the USB electronic device and increases its thickness and volume. The usual solution to reduce the thickness of all electronic elements between USB electronic devices as much as possible is to improve the structure of the USB connector, or adopt a connectorless design to make the USB electronic device thinner. See FIGS. 2A and 2B. Patent Document 1 describes a USB storage device, in which a
図3は特許文献2に記載の小型USB コネクタの簡易化構造を示し、そのうち、コネクタ30及び回路基板31は一体に製造され、下部ハウジング38内に配置される。上部ハウジング37はコネクタ30をほとんど被覆せず下部ハウジング38と共に装置ハウジングを形成する。加えて、四つの金属ストリップ33がコネクタ30に接合されてUSB ポート(図示せず)との接続用接点とされる。しかしながら、コネクタ30はなおも外部環境に露出しすぎる。更に、金属ストリップ33の接合の前にコネクタ30に孔開けする必要があり、またU字形の金属ハウジング39もまたコネクタ30保護のために必要であるため、USB 電子装置の構造が更に複雑化し製造しにくくなり、その結果として生産コストを減らすことが難しくなる。
FIG. 3 shows a simplified structure of the small USB connector described in Patent Document 2, in which the
上記説明のように、周知の二つの発明は、薄型USB 電子装置の目的を達成はできるものの、克服すべきいくつかの欠点をなおも有している。ゆえに、USB コネクタの厚みとUSB電子装置の厚みを更に減らして、前述の欠点を克服し、コネクタ(特にUSB 電子装置の接点)に更なる保護を提供する必要がある。 As described above, the two well-known inventions can achieve the purpose of thin USB electronic devices, but still have some disadvantages to overcome. Therefore, there is a need to further reduce the thickness of USB connectors and USB electronic devices to overcome the aforementioned drawbacks and provide additional protection for connectors (especially USB electronic device contacts).
従来の技術における周知のUSB 電子装置の欠点を鑑み、本発明の目的は、薄型構造のUSB 電子装置を提供することにある。 In view of the shortcomings of known USB electronic devices in the prior art, an object of the present invention is to provide a USB electronic device having a thin structure.
本発明の別の目的はUSB 電子装置を提供することにあり、そのうち基板及び他の電子素子はほぼ被包されてコネクタとUSB 電子装置の接点が不必要に露出するのを防止して更なる保護を得るものとする。 Another object of the present invention is to provide a USB electronic device, in which the substrate and other electronic elements are substantially encapsulated to prevent unnecessary exposure of the connector and USB electronic device contacts. Protection shall be obtained.
本発明の更なる目的は、改良されたUSB 電子装置を提供することにあり、そのうち、各開口は金属ストリップに対応して改良されたUSB 電子装置の機能を向上してUSB ポートの各接点を正しい位置にガイドし、二つの金属ストリップ間の相互の影響或いは外物により引き起こされる短絡を防止する。 It is a further object of the present invention to provide an improved USB electronic device, of which each opening enhances the functionality of the improved USB electronic device in response to a metal strip to connect each contact of the USB port. Guides it in the correct position and prevents short circuit caused by mutual influences or external objects between the two metal strips.
本発明の前述の目的のために、USB 電子装置が開示され、それは、回路基板と該回路基板より延伸されたコネクタとを具えている。前記コネクタに複数の金属ストリップが接合され、前記コネクタはそれから前記回路基板に電気的に接続される。少なくとも一つの集積回路が前記基板に固定され、ハウジングは開口を具え、該開口を通して金属ストリップが露出しUSB ポートと電気的に接続される。 For the foregoing purposes of the present invention, a USB electronic device is disclosed that comprises a circuit board and a connector extending from the circuit board. A plurality of metal strips are joined to the connector, and the connector is then electrically connected to the circuit board. At least one integrated circuit is secured to the substrate, the housing has an opening through which the metal strip is exposed and electrically connected to the USB port.
他の実施例において、前記金属ストリップの代わりに金属膜が使用され、内部の集積回路部品は回路基板の下の中央に配置される。また、下部ハウジングの上にバルジセクションが形成されて基板を支持して構造の安定性を増す。 In another embodiment, a metal film is used in place of the metal strip, and the internal integrated circuit components are placed in the center under the circuit board. Also, a bulge section is formed on the lower housing to support the substrate and increase the structural stability.
本発明の他の目的、特徴、及び利点は以下の好ましいが制限をするものではない実施例の詳細な説明により明らかとなる。この説明は添付の図面を参照して行われる。 Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred but non-limiting examples. This description is made with reference to the accompanying drawings.
本発明はいくつかの利点を達成する。即ち、薄型USB 電子装置の主要な目的を達成する。必要な金属ストリップ/膜を露出させる特殊設計の開口によりコネクタとそれに接合された接点を従来の技術よりも保護する。そして更に、ハウジングの構造/形状はハウジング上にUSB 電子装置を固定するための孔を選択的に設けた設計とされるか、少なくとも一つの斜面が誤挿入防止メカニズムとして形成される。本発明の他の実施例においては、本発明のUSB 電子装置の接点及び内部部品の位置は異なる長所を得るために変更されうる。ゆえに、本発明のUSB 電子装置は従来の技術よりも優れており、本発明は新規性と進歩性を有する。 The present invention achieves several advantages. That is, it achieves the main purpose of thin USB electronic devices. A specially designed opening that exposes the required metal strip / membrane protects the connector and the contacts joined thereto over the prior art. Further, the structure / shape of the housing is designed so that a hole for fixing the USB electronic device is selectively provided on the housing, or at least one inclined surface is formed as an erroneous insertion prevention mechanism. In other embodiments of the present invention, the location of the contacts and internal components of the USB electronic device of the present invention can be changed to obtain different advantages. Therefore, the USB electronic device of the present invention is superior to the prior art, and the present invention has novelty and inventive step.
本発明の好ましい実施例はここに詳細に説明される。しかしながら、本発明は明白に説明される実施例以外にも広い範囲の実施例において実施可能であり、本発明の範囲は添付の請求範囲の記載を除き、特に制限されない。 Preferred embodiments of the invention are now described in detail. However, the present invention can be carried out in a wide range of embodiments other than those described explicitly, and the scope of the present invention is not particularly limited except as described in the appended claims.
図4Aは薄型USB 電子装置を示し、それは本発明の好ましい実施例であり、特にこのUSB ポートはUSB ストレージ装置である。矢印はUSB 電子装置のUSB ポートへの挿入方向を示す。記載されたUSB 電子装置はハウジング4に被包され、ハウジング4には内部の金属ストリップ46をホストのUSB ポートとの接続用の接点として露出させるための複数(本実施例では四つ)の開口402が開設されている。
FIG. 4A shows a thin USB electronic device, which is a preferred embodiment of the present invention, and in particular this USB port is a USB storage device. The arrow indicates the insertion direction of the USB electronic device into the USB port. The described USB electronic device is encapsulated in a housing 4 which has a plurality (four in this embodiment) of openings for exposing the
図4Bは図4Aに示された本発明の好ましい実施例の分解図である。図4Bには内部構造が明確に開示されており、そのうちUSB 電子装置の各構成要素は上部ハウジング40と下部ハウジング41内にほぼ被包されている。構成要素は基板43を含み、それは更に、必要な回路レイアウトを具えた回路基板431、及び前記回路基板431より延伸されたコネクタ432を具えている。この実施例における基板43の好ましい材料はプリント回路板(PCB)である。
FIG. 4B is an exploded view of the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 4A. FIG. 4B clearly discloses the internal structure, in which each component of the USB electronic device is substantially encapsulated in an
青銅ストリップのような金属ストリップ46がコネクタ432に接合され、回路基板431の回路に電気的に接続される。コネクタ432への金属ストリップ46の固定手段に制限はなく、この実施例においては表面実装技術(SMT)の採用が好ましい。SMTの採用により、金属ストリップ46は直接コネクタ432に接合されてUSB ポートとの接続用の接点とされ、コネクタ432への孔開けを回避して製造を簡易化しコストを削減できる。
A
データ保存用のフラッシュRAMのようなメモリ44が基板43の下に固定される。更に、基板43の底には、入力USB 信号をデータに変換してメモリ44に保存するか、或いはメモリ44に保存されたデータをUSB 信号に変換して金属ストリップ46を介してホストと接続するためのUSB コントローラー45が設けられている。
A
特に記すべきことは、メモリ44及びUSB コントローラー45以外の素子は基板43上に固定可能であるということである。更に、メモリ44とUSB コントローラー45は他のタイプの集積回路に置き換え可能である。言い換えると、本発明の応用はストレージ装置に限定されず、他の目的の電子装置に応用可能である。
In particular, it should be noted that elements other than the
薄型USB 電子装置の目的を達成するため、メモリ44、USB コントローラー45、及び金属ストリップ46はできる限り薄く設計される。メモリ44、USB コントローラー45、或いは他の素子は基板43の同一側(この実施例では底面)に設置されて基板43の両側に設置するより厚みの増加を回避できるものとされる。図4Cによると、メモリ44は回路基板431の下に固定され、USB コントローラー45はコネクタ432の下に固定されて空間を有効に使用できるものとされる。
In order to achieve the purpose of a thin USB electronic device, the
本発明の好ましい実施例において、上部ハウジング40に設けられた開口402は四つとされストリップ形態とされ、各開口の幅及び二つの隣り合う開口の間距はUSB 標準に一致する。開口402を通して金属ストリップ46のみが上部ハウジング40より露出する。言い換えると、各金属ストリップはそれぞれ一つの開口に対応し部分的に上部ハウジング40より露出してUSB ポートとの電気的接続用の接点となる。金属ストリップ46の高さは上部ハウジング40より低いため、本発明の厚みは増加することがなく、USB 電子装置の、より平坦な構造が得られる。更に、上部ハウジング40にあって各開口402の前端近くに、斜面が形成されて、USB ポートの接点を、より順調に金属ストリップ46に接触させるという利点を有する。
In the preferred embodiment of the present invention, the
従来の技術と比較すると、主要な違いは、装置ハウジングが、金属ストリップのみを露出させてコネクタの他のエリアを露出させない複数の開口を有することである。装置ハウジングの特殊な設計は多くの点で利点がある。第1に、露出した各金属ストリップは上部ハウジング40により相互に分離させられ、二つの金属ストリップ間に外物による短絡が引き起こされにくくなることである。第2に金属ストリップ46の一部を除いたコネクタ432の他のエリアは全体的にハウジング4に被包され、ゆえに本発明のコネクタ432の露出エリアが従来の技術よりも少なくなることである。そのうえ、金属ストリップ46の高さは上部ハウジング40の表面より低く、ゆえに、USB コネクタは外物により押圧されにくく、ゆえに更なる保護を得られる。更に、上部ハウジング40は比較的高い表面で各金属ストリップを隔離し、USB ポートの接点を対応する金属ストリップにガイドし、これによりUSB ポートの二つ以上の接点が誤って同一の金属ストリップに接触するのを防止できる。
Compared to the prior art, the main difference is that the device housing has a plurality of openings that expose only the metal strip and not the other areas of the connector. The special design of the device housing is advantageous in many ways. First, the exposed metal strips are separated from each other by the
更に、ハウジング4は更なる機能を達成するためいくつかの設計の変更が可能であり、例えば、上部ハウジング40に更に孔408が形成される。図4Dは本発明及びUSB ポートの側面図であり、それによると本発明の好ましい実施例は右から左にUSB ポートに挿入される。USB ポート49はより大きな深さと内部体積を有するため、孔408にボルト495を挿入するのに便利である。USB ポート49に挿入される本発明の好ましい実施例によると、ボルト495を孔408に止めるのに便利である。USB ポート49に挿入される本発明の好ましい実施例では、ボルト495と接点492は、USB 電子装置が正しい位置に至るまでかすかに持ち上がる。それらのうち、開口402を通して接点492が金属ストリップに接触し、ボルト495は孔408に挿入されて電子装置を固定し、これによりUSB ポート49との更に強固な接続が達成される。
In addition, the housing 4 can have several design changes to achieve additional functions, for example,
更に、図4Aに示されるように、ハウジング4の側面に斜面405、406が形成され、これにより非対称な電子装置となる。図4Eに示される形状のUSB ポートのために、電子装置がひっくり返されると、三角形の角497、498が電子装置(417、418)の底面をブロックする。即ち、斜面405、406が誤挿入防止メカニズムを提供しこれにより確実に逆挿入が拒否される。ここで強調すべきことは、斜面405、406はハウジング4の上面に形成されると限定されるわけではなく、底面、側面の上部及び底部に形成可能で、又はただ一つの斜面405のみが形成される。互換性のあるUSB ポートに対して、本発明のUSB 電子装置は誤挿入防止機能を達成する。更に、孔408及び斜面405、406の設置は任意であり、電子装置の設計者が前述の設計の採用が必要であるか否かを自身で判断できる。
Further, as shown in FIG. 4A, slopes 405 and 406 are formed on the side surface of the housing 4, thereby providing an asymmetric electronic device. For the USB port of the shape shown in FIG. 4E, when the electronic device is turned over,
図5Aは本発明の他の実施例を具えた薄型USB 電子装置の外観を描いている。及び図5Bは図5Aの分解図であり、USB 電子装置の内部部品及び構造を示している。ハウジングの側面の原傾斜構造は、図5Aに示される各種設計(L形構造505、506)に置き換えられ、誤挿入防止メカニズムも提供されている。上部ハウジング50には尚も四つの開口502が配置されている。この四つの開口の構造、形態及び機能は先の実施例と同じであるため、重複した説明は行わない。
FIG. 5A depicts the appearance of a thin USB electronic device with another embodiment of the present invention. And FIG. 5B is an exploded view of FIG. 5A showing the internal components and structure of the USB electronic device. The original inclined structure on the side surface of the housing is replaced with various designs (L-shaped
同様に、電子装置は上部ハウジング50と下部ハウジング51、及び中間の基板53に分けられる。また、基板53は更に回路基板531と延伸されたコネクタ532に分けられる。先の実施例と同じく、基板53の好ましい材料はプリント回路板である。この実施例では、コネクタ532の一側が複数の接点(ゴールデンフィンガー)を有し、それらは相互に垂直な長方形の電子伝導金属膜に形成され、USB ポートと接続され、もう一側は回路基板531上の回路に電気的に接続される。基板53、特に回路基板531の下に、入力データを保存するために、複数のメモリ54及びUSB コントローラー(図示せず)のような集積回路部品が配置される。
Similarly, the electronic device is divided into an
先の実施例との違いは、USB 電子装置の接点を形成するために金属膜が使用されていることと、ほとんどの部品が回路基板531の下の中央に配置されていることである。金属膜使用の利点の一つは、(金属ストリップと比較して)ユニットコストが安いことである。更に、金属膜56は回路基板531上に伝送線を配置するのと同時に製造可能であり(言い換えると、金属膜56は回路基板531の回路より直接延伸される)、ゆえに製造プロセスを簡易化できることである。更に、メモリ54とUSB コントローラーのいずれも回路基板531の下に配置することにより、回路基板上の伝送線の長さを減らせ、これにより製造コストも減らせることである。
The difference from the previous embodiment is that a metal film is used to form the contacts of the USB electronic device and that most of the components are located in the center below the
コネクタ532はハウジング5内で支持されず宙に浮いた状態である。ゆえに、構造の安定性を増すため、バルジセクション512が下部ハウジング51の内側面に形成される。バルジセクション512の厚みはメモリ54(或いはUSB コントローラー)の高さにほぼ等しく、バルジセクション512の形状及び数は本実施例に限定されるものではない。
The
上述したものは本発明の好ましい実施例にすぎず、その範囲を限定するためのものではない。それは本発明の技術の属する分野における通常の知識を有する者が認識し実施可能である。従ってこの実施例に対して本発明の精神から逸脱することなくなし得る多くの変更は、本発明の特許請求の範囲に属する。 The above are only preferred embodiments of the present invention and are not intended to limit the scope thereof. It can be recognized and carried out by a person having ordinary knowledge in the field to which the technology of the present invention belongs. Accordingly, many modifications may be made to this embodiment without departing from the spirit of the invention as falling within the scope of the claims.
4 ハウジング
46 金属ストリップ
402 開口
40 上部ハウジング
41 下部ハウジング
43 基板
431 回路基板
432 コネクタ
44 メモリ
45 USB コントローラー
408 孔
49 USB ポート
495 ボルト
492 接点
405、406 斜面
497、498 三角形の角
417、418 電子装置
505、506 L形構造
50 上部ハウジング
502 開口
51 下部ハウジング
53 基板
531 回路基板
532 コネクタ
54 メモリ
5 ハウジング
512 バルジセクション
4
Claims (19)
回路基板と前記回路基板より延伸されたコネクタとを具えた基板と、
前記コネクタに接合され、末端が前記回路基板に電気的に接続された、複数の金属ストリップと、
前記基板上に固定された少なくとも一つの集積回路と、
複数の開口を具え、前記開口を通して金属ストリップが露出して前記USB ポートの対応する接点に電気的に接続されるよう形成されたハウジングと、
を具備したことを特徴とする、USB 電子装置。 A USB electronic device that can be removably inserted into a USB port,
A board comprising a circuit board and a connector extended from the circuit board;
A plurality of metal strips joined to the connector and electrically connected at the ends to the circuit board;
At least one integrated circuit fixed on the substrate;
A housing having a plurality of openings, the metal strip being exposed through the openings and electrically connected to corresponding contacts of the USB port;
A USB electronic device characterized by comprising:
回路基板と前記回路基板より延伸されたコネクタとを具えた基板と、
前記コネクタに接合され、前記コネクタの上方にあって相互に平行に配置され、更に、前記回路基板に電気的に接続された複数の金属膜と、
前記基板上に固定された少なくとも一つの集積回路部品と、
上部ハウジングと下部ハウジングを具えて前記基板を被包し、前記上部ハウジングが複数の開口を具え、それぞれの前記開口が前記複数の金属膜の一つに対応し、前記複数の金属膜が前記複数の開口を通って露出して前記USB 電子装置の接点を形成するハウジングと、
を具備したことを特徴とする、USB 電子装置。 A USB electronic device that can be removably inserted into a USB port,
A board comprising a circuit board and a connector extended from the circuit board;
A plurality of metal films joined to the connector, disposed above and parallel to the connector, and electrically connected to the circuit board;
At least one integrated circuit component fixed on the substrate;
An upper housing and a lower housing are provided to encapsulate the substrate, the upper housing has a plurality of openings, each opening corresponding to one of the plurality of metal films, and the plurality of metal films having the plurality of openings. A housing that is exposed through an opening of the USB to form a contact of the USB electronic device;
A USB electronic device characterized by comprising:
14. The USB electronic device according to claim 13, wherein the upper housing forms an L-shaped structure as an erroneous insertion prevention mechanism above a side surface of the upper housing.
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