JP2018063889A - Connector structure and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プラグが挿入される導電性の受け部を備えたコネクタ構造、および該コネクタ構造を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a connector structure including a conductive receiving portion into which a plug is inserted, and an electronic device including the connector structure.
近年、USB(Universal Serial Bus)規格に使用されるケーブルのプラグが挿入されるコネクタを備えた電子機器が普及している。特許文献1には、このようなコネクタを備えた電子機器が開示されている。この電子機器が備えるコネクタは、電源端子と、グランド端子と、コネクタの外殻を形成する導電性の外殻部(受け部:レセプタクルシェル)とを有している。また、この電子機器は、外殻部とグランド電極との間に過電流保護素子を設けることで外殻部と電源端子との間における短絡異常による過電流から電子機器を保護している。 In recent years, electronic devices having a connector into which a plug of a cable used for the USB (Universal Serial Bus) standard is inserted have become widespread. Patent Document 1 discloses an electronic apparatus including such a connector. The connector included in the electronic device includes a power supply terminal, a ground terminal, and a conductive outer shell portion (receiving portion: receptacle shell) that forms an outer shell of the connector. In addition, this electronic device protects the electronic device from an overcurrent caused by a short circuit abnormality between the outer shell portion and the power supply terminal by providing an overcurrent protection element between the outer shell portion and the ground electrode.
近年、WiFi(登録商標)環境が整備されてきたことに伴い、無線機能を有する携帯型電子機器が多くなってきている。こういった携帯型電子機器では携帯性を良くするために小型化が望まれる場合が多く、USB端子の近くに無線通信用のアンテナが配置される場合が多い。 In recent years, with the improvement of the WiFi (registered trademark) environment, portable electronic devices having a wireless function have been increasing. Such portable electronic devices are often desired to be miniaturized in order to improve portability, and an antenna for wireless communication is often disposed near the USB terminal.
しかしながら、上記従来技術では、USBコネクタにおける電源端子と外殻部間の短絡防止は考慮されているが、USBコネクタを介した有線通信品質や無線通信におけるアンテナ利得の向上については考慮されていない。例えば、USBコネクタの外殻部によるノイズ遮断効果が不十分な場合にはUSB端子などの有線通信端子(プラグ)から放射されるノイズや外部ノイズが有線通信品質に影響を及ぼしたり、逆にグランドに接続されたUSBコネクタの外殻部から不要な電波がグランドに侵入したりすることによって無線通信におけるアンテナ利得に影響を与え、無線通信品質を悪化させるという問題がある。しかし、上記特許文献1には、これら問題に対する対策について何ら記載されていない。 However, in the above-described conventional technology, prevention of a short circuit between the power supply terminal and the outer shell portion of the USB connector is considered, but improvement of wired communication quality through the USB connector and antenna gain in wireless communication is not considered. For example, when the noise blocking effect by the outer shell of the USB connector is insufficient, noise radiated from a wired communication terminal (plug) such as a USB terminal or external noise affects the wired communication quality, or conversely When an unnecessary radio wave enters the ground from the outer shell portion of the USB connector connected to, the antenna gain in wireless communication is affected and the wireless communication quality is deteriorated. However, Patent Document 1 does not describe any countermeasures against these problems.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、有線通信品質やアンテナ利得の向上を図ることができるコネクタ構造などを実現することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize a connector structure and the like that can improve wired communication quality and antenna gain.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るコネクタ構造は、プラグが挿入される導電性の受け部を備えたコネクタ構造であって、上記受け部に上記プラグが挿入されている場合に、上記受け部と端末基板のグランド電極との間を短絡するか、または、上記受け部と上記グランド電極との間を直流成分カット素子で繋ぐ経路、もしくは、上記受け部と上記グランド電極との間を高周波遮断素子で繋ぐ経路を選択し、上記受け部に上記プラグが挿入されていない場合に、上記受け部と上記グランド電極との間を非短絡とするか、または、上記受け部と上記グランド電極との間を上記高周波遮断素子と同一または別の高周波遮断素子で繋ぐ経路を選択する、切替部を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a connector structure according to one aspect of the present invention is a connector structure including a conductive receiving portion into which a plug is inserted, and the plug is inserted into the receiving portion. In this case, the receiving part and the ground electrode of the terminal board are short-circuited, or a path connecting the receiving part and the ground electrode with a DC component cut element, or the receiving part and the ground electrode. When the path is connected with a high-frequency cutoff element and the plug is not inserted into the receiving part, the receiving part and the ground electrode are not short-circuited, or the receiving part And a grounding electrode, wherein a switching unit is provided for selecting a path connecting the high-frequency cutoff element that is the same as or different from the high-frequency cutoff element.
本発明の一態様によれば、有線通信品質やアンテナ利得の向上を図ることができるという効果を奏する。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to improve wired communication quality and antenna gain.
〔本発明の一実施形態に係る電子機器の構造の概要〕
まず、本発明の一実施形態に係る電子機器1000の全体構成の概要について説明する。図1は、電子機器1000の全体構造を示すブロック図である。電子機器1000の例としては、スマートフォン、携帯電話、タブレットPC(Personal Computer)、PDA(Personal Digital Assistance)およびPC等を例示することができるがこれらに限定されない。
[Outline of Structure of Electronic Device According to One Embodiment of the Present Invention]
First, an overview of the overall configuration of the
図1に示すように、電子機器1000は、コネクタ部(コネクタ構造)100および無線通信部に接続されるアンテナを備える。また、コネクタ部100は、レセプタクルシェル(受け部)110、端末基板GND(グランド電極)120、および素子切替回路(切替部)130を備えている。レセプタクルシェル110は、コネクタの外殻を形成する導電性の外殻部である。レセプタクルシェル110の奥側には、複数の電極が配置されており、その一部が、有線通信部および充電回路と接続されている。なお、電子機器1000は、コネクタ部100およびアンテナ以外に、ディスプレイなどの他の構成要素を備えているが、これらの構成は本発明の本質とはあまり関係がないので、ここでは説明を省略する。
As shown in FIG. 1, the
端末基板GND120は、電子機器1000の端末側の基板上に形成されているグランド電極である。素子切替回路130は、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間に複数の経路A〜Dなどを備えており、スイッチにてこれらの経路を切り替えることができるようになっている。経路Aは、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を短絡(導通)させるための経路である。経路Bは、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間をチョークコイルなどの高周波遮断素子で繋ぐための経路(第1の経路)である。経路Cは、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を直流(DC)成分カット素子で繋ぐための経路(第2の経路)である。経路Dは、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を非短絡(非導通)とするための経路である。
The
上記のコネクタ部100の構造によれば、データ通信または充電などの有線通信時に、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間の短絡により電気的なシールドが強化されるため、有線通信品質へ与える外部ノイズの影響を低減し、プラグ200から放射されるノイズを低減させることができる。また、有線通信を使用しない時には、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を非短絡とするか、または高周波遮断素子が挿入された経路を選択することで、無線通信端末としてのアンテナ利得を向上させることができる。従来、有線端子のレセプタクルシェル110の存在は、有線通信品質とアンテナ利得の向上においてトレードオフの関係であったが、上記のコネクタ部100の構造によれば、端末の使用状況に合わせて、互いに最適な通信品質を保つことができる。
According to the structure of the
〔実施形態1〕
次に、図2に基づき、本発明の実施形態1に係るコネクタ部100の動作および構造の変化について説明する。図2の(a)は、実施形態1に係るコネクタ部100の動作を示すフローチャートである。また、図2の(b)〜(d)は、実施形態1に係るコネクタ部100の構造の変化を示す図である。
Embodiment 1
Next, based on FIG. 2, the operation | movement and the change of a structure of the
まず、動作の開始時は図2(b)に示すようにコネクタ部100にプラグ200が挿入される前の状態(初期状態)にある。ここで、プラグ200はケーブル210、有線端子220、および、有線のケーブルのシールド層230から構成されている。一方、コネクタ部100はレセプタクルシェル110と端末基板GND120とから構成され、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間は非短絡(非導通)状態となっている。また、レセプタクルシェル110の第1開口110Aに対向する面(レセプタクルシェル110の底面)の一部も開口状態となっており(第2開口110B)、第2開口110Bの一端からはバネ部(切替部)111が延在している。バネ部111は、図2の(d)に示すように、第1開口110A側に向かって突出する突出部112と、第1開口110A側とは反対側に突出する突出部113(先端部)と、を備えたばね形状となっている。さらに突出部113は初期状態では端末基板GND120のいかなる箇所とも接触していない。このように、レセプタクルシェル110と端末基板GND120とが短絡(導通)されていないため、レセプタクルシェル110を介して不要な電波が端末基板GND120に侵入することによってグランドにアンテナとは逆相の電流が流れ、アンテナ通信を弱めるような電界が発生することを防ぐことができる。その結果、アンテナ利得を向上させることができ、無線通信部による無線通信品質の向上を図ることができる。
First, at the start of operation, as shown in FIG. 2B, the
次に、図2の(a)のフローチャートに示すステップS(以下、「ステップ」は省略する)200では、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入された場合は、YESとなり、S201に進む。一方、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入されていない場合は、元に戻る。S201では、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入された状態となる〔図2の(c)〕。プラグ200が挿入されることによってレセプタクルシェル110のバネ部111の突出部113は端末基板GND120側にばね変形することによって押し出され、端末基板GND120と接触し、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間が短絡状態(導通状態)となる。そのため、結果としてシールド効果が高まり、有線通信時のノイズを効果的に低減することができ、有線通信品質を向上させることができる。
Next, in step S (hereinafter, “step” is omitted) 200 shown in the flowchart of FIG. 2A, if the
次に、S202では、プラグ200がレセプタクルシェル110から抜き出された場合は、YESとなりS203に進む。一方、プラグ200がレセプタクルシェル110から抜き出されていない場合、NOとなりS201に戻る。
Next, in S202, if the
S203では、レセプタクルシェル110の突出部113に加わる応力がなくなるため、S201のときとは逆方向にばね変形し、S200の前の初期状態と同じ状態に戻る。このとき、プラグ200とレセプタクルシェル110との位置関係は図2の(b)と同一となる。
In S203, since the stress applied to the protruding
なお、本実施形態では、単一のバネ部111をレセプタクルシェル110の1箇所に設けた形態について説明したが、複数のバネ部をレセプタクルシェル110の複数個所に設けても良い。この場合、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との接地点が増えることにより接地面積が増え、全体のインピーダンスが下がり、シールド強度がより高くなる。
In the present embodiment, the form in which the
上記構成によれば、レセプタクルシェル110にプラグ200が挿入されているか否かに応じて、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間の短絡および非短絡を切り替える。レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を短絡した場合、シールド効果が強化され、有線通信時の有線通信品質に対するノイズの影響を低減させることができる。これは、グランド電極と短絡された導電性のレセプタクルシェル110が、プラグ200から放射されるノイズおよび外部からのノイズに対するシールドとなるためである。以上により、上記構成によれば、プラグから放射されるノイズや外部からのノイズを低減させることができる。
According to the above configuration, the short-circuit and non-short-circuit between the
〔変形例〕
次に、図2の(e)〜(g)に基づき、実施形態1に係るコネクタ部100の変形例について説明する。これらの図に示すように、本変形例のコネクタ部100では、レセプタクルシェル110の側面に第3開口110Cが形成されており、この第3開口110Cの一端からバネ部(切替部)111が延在している点で、上述した実施形態1のコネクタ部100と異なっている。このように、バネ部111は、レセプタクルシェル110の底面に限定されず、レセプタクルシェル110の側面に設けることもできる。
[Modification]
Next, a modified example of the
〔実施形態2〕
次に、図3に基づき、本発明の実施形態2に係るコネクタ部100の動作および構造の変化について説明する。図3の(a)は、実施形態2に係るコネクタ部100の動作を示すフローチャートである。また、図3の(b)および(c)は、実施形態2に係るコネクタ部100の構造の変化を示す図である。
[Embodiment 2]
Next, based on FIG. 3, the operation | movement and the change of a structure of the
プラグ200の構成については、上述したとおりである。コネクタ部100については、レセプタクルシェル110の底面側に素子切替回路(切替部)130が形成されており、素子切替回路130は、短絡用導線(導体)131、SPST(Single Pole Single Throw)132sを備えており、レセプタクルシェル110、短絡用導線131、SPST132s、端末基板GND120のそれぞれがこの順で直列に接続されている。
The configuration of the
図3の(a)に示すフローチャートにおける動作の開始時、SPST132sはノーマリーオープンの状態で、コネクタ部100とプラグ200との関係は図3(b)に示す状態にある。この状態では、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間は非短絡状態であり、実施形態1と同様にグランドにアンテナと逆相の電流が流れず、アンテナ利得を向上させることができ、無線通信品質の向上を図ることができる。
At the start of the operation in the flowchart shown in FIG. 3A, the
S300では、レセプタクルシェル110にプラグ200が挿入された場合は、YESとなり、S310に進む。一方、レセプタクルシェル110にプラグ200が挿入されていない場合は、NOとなり、S301に進む。なお、プラグ200の挿入有無の判断は、例えばUSBにおいて仕様上、プラグ挿入時にデータライン(D+/D-)に実装されるプルダウン抵抗値が変化することを利用することにより、プラグ200の挿入有無の判断を行っている。この様に、本実施形態では、有線通信仕様におけるプラグの挿入有無の判断方法を利用している。
In S300, if the
S310では、SPST132sをONとすることでレセプタクルシェル110と端末基板GND120とを電気的に導通させ(短絡させ)、コネクタ部100とプラグ200との関係は図3の(c)に示す状態となる。結果として実施形態1でのプラグ200の挿入時と同様にシールドのGND強度を高めることができ、有線通信時の品質を向上させることができる。また、S301ではSPST132sをOFFとすることで図3の(b)に示す状態が維持される。
In S310, the
実施形態2のコネクタ部100によれば、実施形態1と同様の効果が得られる。また、レセプタクルシェル110の底面を一部加工してバネ部111を形成する必要がなく、加工の手間を省くことができるため、実施形態1より簡易的に同様の効果を得ることができる。
According to the
上記構成によれば、レセプタクルシェル110にプラグ200が挿入されているか否かに応じて、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間の短絡および非短絡を切り替える。レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を短絡した場合、シールド効果が強化され、有線通信時の有線通信品質に対するノイズの影響を低減させることができる。これは、グランド電極と短絡された導電性のレセプタクルシェル110が、プラグ200から放射されるノイズおよび外部からのノイズに対するシールドとなるためである。以上により、上記構成によれば、プラグから放射されるノイズや外部からのノイズを低減させることができる。
According to the above configuration, the short-circuit and non-short-circuit between the
〔変形例〕
次に、図4に基づき、実施形態2に係るコネクタ部100の変形例について説明する。コネクタ部100については、レセプタクルシェル110の底面側に素子切替回路(切替部)130が形成されている。素子切替回路130中にはSPDT(Single Pole Double Throw)132が設けられており、短絡用導線131と、高周波遮断素子134を備える経路との2つの経路の何れかを選択できるようになっている。
[Modification]
Next, a modification of the
なお、ここでは高周波遮断素子134がチョークコイルであるものとして説明するが、高周波遮断素子134は、チョークコイルに限らず、インダクタ(コイルまたはビーズも含む)、キャパシタ、インダクタとキャパシタとの直列回路、ノッチフィルタ(インダクタとキャパシタとの並列回路)、およびノッチフィルタ(インダクタおよびキャパシタの並列回路とインダクタとの直列回路)であってもよく、所望の高周波を遮断できる素子であれば、どのような素子を用いても良い。
Here, the high-
次に、図4の(a)は、実施形態2に係るコネクタ部100の変形例の動作を示すフローチャートである。また、図4の(b)および(c)は、実施形態2に係るコネクタ部100の変形例の構造の変化を示す図である。
Next, (a) of FIG. 4 is a flowchart which shows operation | movement of the modification of the
図4の(a)に示すフローチャートにおける開始時には、コネクタ部100とプラグ200との関係は、図4の(b)に示す状態にあり、SPDT132は高周波遮断素子134(チョークコイル)が配置された経路を選択している。ノイズ成分である周波数の高い電波信号がレセプタクルシェル110に流れることになったとしても、高周波遮断素子134により周波数の高い信号の電流ほど減衰されやすくなるため、端末基板GND120に周波数の高いノイズ信号が流入するのを防ぐことができる。
At the start of the flowchart shown in FIG. 4A, the relationship between the
S400では、レセプタクルシェル110にプラグ200が挿入された場合は、YESとなり、S410に進む。一方、レセプタクルシェル110にプラグ200が挿入されていない場合は、NOとなり、S401に進む。
In S400, if the
S410では、SPDT132にて短絡用導線131の経路を選択することでレセプタクルシェル110と端末基板GND120とを電気的に導通させ(短絡させ)、コネクタ部100とプラグ200との関係は図4の(c)に示す状態となる。結果としてシールドのGND強度を高めることができ、有線通信時の品質を向上させることができる。なお、ここで、「0Ω導通経路選択」とは、上記のように、短絡用導線131の経路を選択することである。また、S401ではSPDT132にて高周波遮断素子134を備える経路を選択することで図4の(b)に示す状態が維持される。
In S410, the
〔実施形態3〕
次に、図5に基づき、本発明の実施形態3に係るコネクタ部100の動作について説明する。図5の(a)は、実施形態3に係るコネクタ部100の動作を示すフローチャートである。また、図5の(b)は、実施形態3に係るコネクタ部100の構造を示す図である。
[Embodiment 3]
Next, based on FIG. 5, operation | movement of the
コネクタ部100については、レセプタクルシェル110の底面側は素子切替回路(切替部)130が形成されている。素子切替回路130中にはSPnT(Single Pole n Throw)133が設けられており、短絡用導線131の経路と、高周波遮断素子134、135、136のそれぞれが設けられた経路との何れかを選択できるようになっている。
As for the
本実施形態では、高周波遮断素子134、135、136の3つの高周波遮断素子が並列に配置された形態を示しているが、高周波遮断素子の数は、3つに限定されず、2以上であればよく、遮断させたい信号周波数の種類にあわせてそれに対応する素子を複数配置させれば良い。
In the present embodiment, three high-
図5の(a)に示すフローチャートにおける開始時は、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入されていない状態にある。このとき、電子機器1000は無線通信を行っている状態にある場合、S500で、無線通信部が、無線通信周波数帯の確認を行い、S501に進む。S501で、無線通信周波数帯(以下、「無線通信周波数帯」は省略する)BandAにて通信している場合は、YESとなり、S502に進む。BandAにて通信していない場合は、NOとなりS511に進む。
At the start of the flowchart shown in FIG. 5A, the
S502では、BandAに係る信号がレセプタクルシェル110から端末基板GND120に流れることを低減させるため、BandAの周波数帯を遮断する素子、またはBandAでの無線通信を劣化させない最適な素子を通る経路(1)を選択し、S503に進む。
In S502, in order to reduce a signal related to BandA from the
S511で、BandBにて通信している場合は、YESとなり、S512に進む。BandBにて通信していない場合は、NOとなりS521に進む。 If it is determined in S511 that communication is performed using BandB, the determination is YES, and the process proceeds to S512. If communication is not performed using BandB, the determination is NO and the process proceeds to S521.
S512では、BandBに係る信号がレセプタクルシェル110から端末基板GND120に流れることを低減させるため、BandBの周波数帯を遮断する素子、またはBandBでの無線通信を劣化させない最適な素子を通る経路(2)を選択し、S503に進む。
In S512, in order to reduce the signal related to BandB from the
S521で、BandNにて通信している場合は、S522に進む。S522では、BandNに係る信号がレセプタクルシェル110から端末基板GND120に流れることを低減させるため、BandNの周波数帯を遮断する素子、またはBandBでの無線通信を劣化させない最適な素子を通る経路(N)を選択し、S503に進む。
In S521, if communication is performed using Band N, the process proceeds to S522. In S522, in order to reduce a signal related to BandN from the
次に、S503で、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入された場合は、YESとなり、S504に進む。一方、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入されていない場合は、S500に戻る。
Next, when the
次に、S504では、無線通信部が、無線通信周波数帯の確認を行い、S505に進む。S505で、BandAにて通信している場合は、YESとなり、S506に進む。BandAにて通信していない場合は、NOとなりS515に進む。 Next, in S504, the wireless communication unit confirms the wireless communication frequency band, and proceeds to S505. In S505, if communication is performed using Band A, the determination is YES, and the process proceeds to S506. If communication is not performed using Band A, the determination is NO and the process proceeds to S515.
S506では、BandAに係る信号がレセプタクルシェル110から端末基板GND120に流れることを低減させるため、BandAの周波数帯を遮断する素子、またはBandAでの無線通信を劣化させない最適な素子を通る経路(1)を選択する。但し、選択する経路は、プラグ200の未挿入時と挿入時で同じになるとは限らない。例えば、有線通信によるノイズの影響など考慮すると、BandAの周波数帯を遮断してシールド効果が大きく損なわれる場合、無線通信および有線通信の両方の品質を最低限保てる様な経路を選択することが好ましい。S515、S516、S525、S526のそれぞれの動作は、上述したS511、S512、S521、S522の動作とほぼ同じとなるが、選択する経路が、プラグ200の未挿入時と挿入時で同じになるとは限らない点は、S506で説明したことと同様である。
In S506, in order to reduce the signal related to BandA from the
次に、図5の(c)は、BandA〜Dのそれぞれの通信時において、プラグ200の未挿入時および挿入時のそれぞれにおいて選択する経路の例を示している。なお、同図において、BandCの通信時、プラグ200の未挿入時および挿入時のそれぞれにおいて選択する経路は同じになっていない。これは、プラグ200の未挿入時は、無線通信品質のみを考慮して経路(3)を選択しているが、プラグ200の挿入時は、経路(3)ではシールド効果が小さく、有線通信品質を保てないため、有線および無線通信の両方の品質を最低限保てる経路(4)を選択しているためである。一方で、高周波遮断素子を用いなくとも無線通信品質を保持できる場合は、より有線通信品質に有利な短絡経路の選択を選択肢に含める。
Next, (c) of FIG. 5 shows an example of paths to be selected when the
〔実施形態4〕
次に、図6に基づき、本発明の実施形態4に係るコネクタ部100の動作について説明する。図6の(a)は、実施形態4に係るコネクタ部100の動作を示すフローチャートである。また、図6の(b)〜(d)は、実施形態4に係るコネクタ部100の構造の変化を示す図である。
[Embodiment 4]
Next, based on FIG. 6, operation | movement of the
コネクタ部100については、レセプタクルシェル110の底面側には素子切替回路(切替部)130が形成されている。素子切替回路130中には、SPDT(Single Pole n Throw)132a、電流計(計測部)137、SPDT132b、高周波遮断素子134、短絡用導線131、DCカット素子(直流成分カット素子)138が設けられている。
For the
SPDT132aは、高周波遮断素子134を備える経路と、電流計137を備える経路との何れかを選択できるようになっている。SPDT132bは、電流計137を介して短絡用導線131と、DCカット素子138を備える経路との何れかを選択できるようになっている。本実施形態では、DCカット素子138としてコンデンサを用いているものとして説明するが、DCカット素子138はこれに限定されず、バリスタ(非直線性抵抗素子)などを用いても良い。
The
図6の(a)に示すフローチャートにおいて、開始時はプラグ200がレセプタクルシェル110に挿入されていない状態にある〔図6の(b)〕。この状態では無線通信時であり、この場合無線通信のノイズとなる特定の高周波数の電波を遮断するため、SPDT132aにて高周波遮断素子134を備える経路を選択している。
In the flowchart shown in FIG. 6A, at the start, the
S600で、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入された場合は、YESとなり、S610に進む。一方、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入されていない場合は、NOとなり、S601に進む。
If the
S610では、SPDT132aは電流計137を備える経路を選択し、電流計137にて電流を計測する。このとき、電流計137で計測された電流値が所定の閾値未満で正常な値であれば、S611に進む。一方、電流計137で計測された電流値が所定の閾値以上、つまり過電流がながれた際には、異常と検知し、S620に進む。
In S610, the
S611では、SPDT132bにて、短絡用導線131の経路を選択し、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を短絡する〔図6の(c)〕。これにより、シールドのグランド強度が向上し、有線通信時の品質が保証される。
In S611, the
一方、S620では、SPDT132bにてDCカット素子138を備える経路を選択する〔図6の(d)〕。これにより、プラグ200を介して侵入した過電流をDCカット素子138によりカットすることができる。
On the other hand, in S620, the path including the DC cut
〔変形例〕
次に、図6の(e)に基づき、実施形態4に係るコネクタ部100の変形例について説明する。上述した形態では、SPDT132a、132bの2つのSPDTを用いる形態について説明したが、以下で説明するように、単一のSPnT133を用いる形態を採用することもできる。
[Modification]
Next, a modified example of the
同図に示す素子切替回路(切替部)130では、電流計137とSPnT133とを直列に接続し、SPnT133によって、短絡用導線131の経路、高周波遮断素子134を備える経路、DCカット素子138を備える経路の何れかを選択できるようにしている。
In the element switching circuit (switching unit) 130 shown in the figure, an
〔実施形態5〕
次に、図7に基づき、本発明の実施形態5に係るコネクタ部100の動作について説明する。図7の(a)は、実施形態5に係るコネクタ部100の動作を示すフローチャートである。また、図7の(b)〜(d)は、実施形態5に係るコネクタ部100の構造の変化を示す図である。
[Embodiment 5]
Next, based on FIG. 7, operation | movement of the
なお、プラグ201、202については実施形態1〜4で説明したものとは異なり、プラグ201はUSB3.1仕様のプラグであり、プラグ202はUSB2.0仕様のプラグである。
Unlike the
コネクタ部100については、レセプタクルシェル110の底面側には、素子切替回路(切替部)130が形成されている。素子切替回路130は、ケーブル挿入検知機構(検知部)139を備えており、レセプタクルシェル110の底面に設けられた検知電極110DおよびSPnT133に接続されている。また、SPnT133は、短絡用導線131の経路、高周波遮断素子134を備える経路、高周波遮断素子135を備える経路の何れかを選択できるようになっている。ケーブル挿入検知機構139は、プラグの挿入の有無およびプラグの仕様の別(例えば、USB2.0かUSB3.1かの別)を検知する機能を有する。
As for the
図7の(a)に示すフローチャートにおいて、開始時は、図7の(b)に示す状態となっており、プラグ200が未挿入の状態であるため、ケーブル挿入検知機構139によって未検知の状態が検知され、遮断したい周波数特性に合わせて高周波遮断素子134(高周波遮断素子1)が選択されている。
In the flowchart shown in (a) of FIG. 7, at the start, the state is as shown in (b) of FIG. 7, and the
S700でプラグ200がレセプタクルシェル110に挿入された場合は、YESとなり、S710に進む。一方、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入されていない場合は、NOとなり、S701に進む。
If the
S710では、ケーブル挿入検知機構139によって、USB3.1仕様のプラグであるプラグ201がレセプタクルシェル110に挿入されたことが検知された場合、S711に進む。一方、ケーブル挿入検知機構139によって、USB2.0仕様のプラグであるプラグ202がレセプタクルシェル110に挿入されたことが検知された場合、S720に進む。
In S710, when the cable
S711では、SPnT133にて短絡用導線131を選択し、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を短絡する〔図7の(c)〕。ここでは、プラグ201での通信では、強大なノイズが予想されるため、シールド強度を優先させて短絡用導線131を選択している。
In S711, the short-
S720では、SPnT133にて高周波遮断素子135(高周波遮断素子2)を備える経路を選択する〔図7の(d)〕。プラグ202は、プラグ201と比べて通信時にノイズによる影響を受けにくいため、有線通信時においても、高周波遮断素子135を選択し、アンテナ利得の向上を図っている。なお、ここで無線通信時での高周波遮断素子134を介した経路ではなく高周波遮断素子135の経路を選択しているのは、有線および無線通信の両方の品質を最低限保てる経路を選択しているためである。
In S720, a path including the high-frequency cutoff element 135 (high-frequency cutoff element 2) is selected in SPnT 133 [(d) in FIG. 7]. Since the
〔変形例〕
次に、図8に基づき、実施形態5に係るコネクタ部100の変形例について説明する。図8の(a)は、実施形態5に係るコネクタ部100の変形例の動作を示すフローチャートである。また、図8の(b)〜(d)は、実施形態5に係るコネクタ部100の変形例の構造の変化を示す図である。なお、上述したように、プラグ201はUSB3.1仕様のプラグであり、プラグ202はUSB2.0仕様のプラグである。
[Modification]
Next, a modification of the
コネクタ部100については、レセプタクルシェル110の底面側には、素子切替回路(切替部)130が形成されている。素子切替回路130は、ケーブル挿入検知機構139を備えており、レセプタクルシェル110の底面に設けられた検知電極110DおよびSPDT132に接続されている。また、SPDT132は、短絡用導線131の経路、高周波遮断素子135を備える経路の何れかを選択できるようになっている。ケーブル挿入検知機構139の機能は上述したとおりである。
As for the
図8の(a)に示すフローチャートにおいて、開始時は、図8の(b)に示す状態となっており、プラグ200が未挿入の状態であるため、ケーブル挿入検知機構139によって未検知の状態が検知され、遮断したい周波数特性に合わせて高周波遮断素子135が選択されている。
In the flowchart shown in FIG. 8A, the state at the start is as shown in FIG. 8B, and the
S800でプラグ200がレセプタクルシェル110に挿入された場合は、YESとなり、S810に進む。一方、プラグ200がレセプタクルシェル110に挿入されていない場合は、NOとなり、S801に進む。
If the
S810では、ケーブル挿入検知機構139によって、USB3.1仕様のプラグであるプラグ201がレセプタクルシェル110に挿入されたことが検知された場合、S811に進む。一方、ケーブル挿入検知機構139によって、USB2.0仕様のプラグであるプラグ202がレセプタクルシェル110に挿入されたことが検知された場合、S801に進む。
In S810, if the cable
S811では、SPDT132にて短絡用導線131を選択し、レセプタクルシェル110と端末基板GND120との間を短絡する〔図8の(d)〕。ここでは、プラグ201での通信では、強大なノイズが予想されるため、シールド強度を優先させて短絡用導線131を選択している。
In S811, the short-
S801では、SPDT132にて高周波遮断素子135を備える経路を選択する〔図8の(c)〕。なお、高周波遮断素子が同一のものでもアンテナ利得として問題ない場合は、本変形例のように、プラグの未挿入および挿入状態のいずれにおいても同一の高周波遮断素子135を備える経路を選択するようにしても良い。
In S801, the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係るコネクタ構造は、プラグが挿入される導電性の受け部を備えたコネクタ構造であって、上記受け部に上記プラグが挿入されている場合に、上記受け部と端末基板のグランド電極との間を短絡するか、または、上記受け部と上記グランド電極との間を直流成分カット素子で繋ぐ経路、もしくは、上記受け部と上記グランド電極との間を高周波遮断素子で繋ぐ経路を選択し、上記受け部に上記プラグが挿入されていない場合に、上記受け部と上記グランド電極との間を非短絡とするか、または、上記受け部と上記グランド電極との間を上記高周波遮断素子と同一または別の高周波遮断素子で繋ぐ経路を選択する、切替部を備えている構成である。
[Summary]
The connector structure according to the first aspect of the present invention is a connector structure including a conductive receiving portion into which a plug is inserted, and the receiving portion and the terminal board when the plug is inserted into the receiving portion. The ground electrode is short-circuited, or the receiving portion and the ground electrode are connected by a DC component cut element, or the receiving portion and the ground electrode are connected by a high-frequency cutoff element. When the path is selected and the plug is not inserted into the receiving part, the receiving part and the ground electrode are not short-circuited, or the receiving part and the ground electrode are not short-circuited. It is the structure provided with the switch part which selects the path | route connected by the same or another high frequency cutoff element as a high frequency cutoff element.
上記構成によれば、受け部にプラグが挿入されている場合に受け部と端末基板のグランド電極との間を短絡した場合、シールド効果が強化され、有線通信時の有線通信品質に対するノイズの影響を低減させることができる。これにより、有線通信品質を向上させることができる。また、上記構成によれば、受け部にプラグが挿入されていない場合に、受け部とグランド電極との間を非短絡とするか、または、受け部とグランド電極との間を特定の高周波遮断素子で繋ぐ経路を選択することにより、アンテナ利得を向上させることができる。よって、有線通信品質やアンテナ利得の向上を図ることができる。 According to the above configuration, when the plug is inserted in the receiving portion, when the receiving portion and the ground electrode of the terminal board are short-circuited, the shielding effect is enhanced, and the influence of noise on the wired communication quality during wired communication Can be reduced. Thereby, wired communication quality can be improved. In addition, according to the above configuration, when no plug is inserted in the receiving portion, the receiving portion and the ground electrode are not short-circuited, or the receiving portion and the ground electrode are separated from each other with a specific high frequency. The antenna gain can be improved by selecting a path connected by the element. Therefore, it is possible to improve wired communication quality and antenna gain.
本発明の態様2に係るコネクタ構造は、上記態様1において、上記受け部と上記グランド電極との間に流れる電流を計測する計測部を備え、上記切替部は、上記プラグが上記受け部に挿入されている場合であり、かつ上記計測部によって計測された電流が所定の閾値以上である場合に、上記受け部と上記グランド電極との間を直流成分カット素子で繋ぐ経路を選択しても良い。上記構成によれば、直流成分カット素子で直流成分をカットすることにより、基板側に過電流が流れることを阻止することができる。
The connector structure according to
本発明の態様3に係るコネクタ構造は、上記態様1または2において、上記受け部に挿入される上記プラグの種類を検知する検知部を備え、上記切替部は、上記受け部に上記プラグが挿入されている場合に、上記検知部が検知した上記プラグの種類に応じて、上記受け部と端末基板のグランド電極との間を短絡する経路、および、上記受け部と上記グランド電極との間を高周波遮断素子で繋ぐ経路、の何れかを選択しても良い。上記構成によれば、プラグの種類に応じて有線通信品質やアンテナ利得の向上を図ることができる。
A connector structure according to aspect 3 of the present invention includes a detection unit that detects the type of the plug inserted into the receiving part in the
本発明の態様4に係る電子機器は、上記態様1〜3の何れかのコネクタ構造を備えていることが好ましい。上記構成によれば、有線通信品質やアンテナ利得の向上を図ることができる電子機器を実現できる。 The electronic device according to aspect 4 of the present invention preferably includes the connector structure according to any one of aspects 1 to 3. According to the above configuration, it is possible to realize an electronic device capable of improving wired communication quality and antenna gain.
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
[Additional Notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, a new technical feature can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
134、135 高周波遮断素子
100 コネクタ部(コネクタ構造)
110 レセプタクルシェル(受け部)
111 バネ部(切替部)
130 素子切替回路(切替部)
131 短絡用導線
137 電流計(計測部)
138 DCカット素子(直流成分カット素子)
139 ケーブル挿入検知機構(検知部)
200、201、202 プラグ
120 端末基板GND(グランド電極)
1000 電子機器
134, 135 High-
110 Receptacle shell (receiving part)
111 Spring part (switching part)
130 Element switching circuit (switching unit)
131 Short-
138 DC cut element (DC component cut element)
139 Cable insertion detection mechanism (detection unit)
200, 201, 202
1000 electronic equipment
Claims (4)
上記受け部に上記プラグが挿入されている場合に、
上記受け部と端末基板のグランド電極との間を短絡するか、または、上記受け部と上記グランド電極との間を直流成分カット素子で繋ぐ経路、もしくは、上記受け部と上記グランド電極との間を高周波遮断素子で繋ぐ経路を選択し、
上記受け部に上記プラグが挿入されていない場合に、
上記受け部と上記グランド電極との間を非短絡とするか、または、上記受け部と上記グランド電極との間を上記高周波遮断素子と同一または別の高周波遮断素子で繋ぐ経路を選択する、切替部を備えていることを特徴とするコネクタ構造。 A connector structure having a conductive receiving part into which a plug is inserted,
When the plug is inserted into the receiving part,
Short-circuit between the receiving part and the ground electrode of the terminal board, or a path connecting the receiving part and the ground electrode with a DC component cut element, or between the receiving part and the ground electrode Select the path that connects the
When the plug is not inserted into the receiving part,
Switching between the receiving part and the ground electrode that is not short-circuited or a path that connects the receiving part and the ground electrode with the same or different high-frequency cutoff element as the high-frequency cutoff element A connector structure comprising a portion.
上記切替部は、
上記プラグが上記受け部に挿入されている場合であり、かつ上記計測部によって計測された電流が所定の閾値以上である場合に、上記受け部と上記グランド電極との間を直流成分カット素子で繋ぐ経路を選択することを特徴とする請求項1に記載のコネクタ構造。 A measuring unit for measuring a current flowing between the receiving unit and the ground electrode;
The switching unit is
When the plug is inserted into the receiving portion and the current measured by the measuring portion is equal to or greater than a predetermined threshold, a DC component cut element is used between the receiving portion and the ground electrode. The connector structure according to claim 1, wherein a connection path is selected.
上記切替部は、
上記受け部に上記プラグが挿入されている場合に、上記検知部が検知した上記プラグの種類に応じて、上記受け部と端末基板のグランド電極との間を短絡する経路、および、上記受け部と上記グランド電極との間を高周波遮断素子で繋ぐ経路、の何れかを選択することを特徴とする請求項1に記載のコネクタ構造。 A detection unit for detecting the type of the plug inserted into the receiving unit;
The switching unit is
When the plug is inserted into the receiving portion, a path for short-circuiting between the receiving portion and the ground electrode of the terminal board according to the type of the plug detected by the detecting portion, and the receiving portion 2. The connector structure according to claim 1, wherein either one of a path connecting the antenna and the ground electrode with a high-frequency cutoff element is selected.
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