JP2023509694A - 高速充電可能なユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ）コネクタ、および自動バッテリ充電器のバッテリ充電システム - Google Patents

Abstract

ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタであって、コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部と、を含み、楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備える、コネクタが提供される。

Description

本発明は、高速充電可能なユニバーサルシリアルバス（例えばＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ）コネクタ、および自動バッテリ充電器のバッテリ充電システムに関するものである。

ＵＳＢ－Ｃは、１本のケーブルで電力とデータの両方を伝送し、電力と高速通信の両方を兼ね備えた業界標準のコネクタとして急成長している。

ＵＳＢ－Ｃに完全対応するためには、高機能なコントローラＩＣとドライバＩＣを用意する必要がある。また、複雑な降圧・昇圧コンバータ（ｂｕｃｋ ａｎｄ ｂｏｏｓｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）も必要である。この方法の問題点は、コストアップにつながることである。

ＵＳＢ－Ｃの機能と保護を提供し、かつ費用対効果の高い新しいアプローチに対するニーズが存在する。このアプローチは、新しいタイプのバッテリ自動充電器に適用することができる。

本発明によるＵＳＢ－Ｃバッテリ充電器（例えば自動充電器）は、電気的および機械的にカスタム設計することができる。バッテリ充電器は、ＵＳＢ－Ｃモジュールに接続するためのＵＳＢ－Ｃコネクタを有する新しいケーブルアセンブリを含むことができる。

電気的な設計により、ジャンプスタータ（例えば、ＮＯＣＯ Ｂｏｏｓｔ Ｊｕｍｐｓｔａｒｔｅｒｓ）の電力供給を最大化しながら、スマートフォンなどの標準的なＵＳＢ－Ｃデバイスを機械的および電気的に保護する。ブロック図を図面に示し、以下に説明する。

電気コネクタは、新バージョンのＵＳＢ－Ｃ ＰＤ業界標準で、ジャンプスタータ（例えば、ＮＯＣＯ Ｂｏｏｓｔ Ｊｕｍｐ－ｓｔａｒｔｅｒ）を低コストで急速充電できる高出力（例えば、６０～１００Ｗ）を提供している。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタに向けられており、
コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リム（ｒｉｍ）を有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備える。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタに向けられており、
コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
１つ以上の電気導体は、複数の離間した電気導体である。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタに向けられており、
コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
１つ以上の電気導体は、複数の離間した電気導体であり、
複数の離間した電気導体は、楕円形の内側凹部の中に位置する複数の導電性の離間した接点である。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタを対象とするものであり、
コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
１つ以上の電気導体は、複数の離間した電気導体であり、
複数の離間した電気導体は、楕円形の内側凹部の中に位置する複数の導電性の離間した接点であり、
導電性の離間した接点は、楕円形の内側凹部を定義する内壁に固定される。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタを対象とするものであり、
コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
１つ以上の電気導体は、１つ以上の導電性金属接点である。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタを対象とするものであり、
コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
楕円形のプラグは、合成樹脂材料またはプラスチックから作られ、１つ以上の電気導体は、楕円形のプラグ内にインサート成形されている。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタを対象とするものであり、
コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
楕円形のプラグは、上部平坦表面及び下部平坦表面を備えている。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタを対象とするものであり、
コネクタは、端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
楕円形のプラグは、上部平坦表面及び下部平坦表面を備え、
楕円形のプラグは、半円柱状の外側左側面および半円柱状の外側右側面を備えている。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートを対象とするものであり、
ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備えている。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートを対象とするものであり、
ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
１つ以上の電気導体は、複数の離間した電気導体である。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートを対象とするものであり、
ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
１つ以上の電気導体は、複数の離間した電気導体であり、
複数の離間した電気導体は、楕円形の内側凹部の中に位置する複数の導電性の離間した接点である。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートを対象とするものであり、
ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
１つ以上の電気導体は、複数の離間した電気導体であり、
複数の離間した電気導体は、楕円形の内側凹部の中に位置する複数の導電性の離間した接点であり、
導電性の離間した接点は、楕円形の内側凹部を定義する内壁に固定される。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートを対象とするものであり、
ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
１つ以上の電気導体は、１つ以上の導電性金属接点である。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートを対象とするものであり、
ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
楕円形のポートは、合成樹脂材料またはプラスチックから作られ、１つ以上の電気導体は、楕円形のポート内にインサート成形されている。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートを対象とするものであり、
ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
楕円形のポートは、上部平坦表面及び下部平坦表面を備えている。

本明細書において説明する主題は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートを対象とするものであり、
ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、またはそれらから成り、
楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備え、
楕円形のポートは、上部平坦表面及び下部平坦表面を備え
楕円形のポートは、半円柱状の外側左側面および半円柱状の外側右側面を備えている。

図１は、高速充電のシステムおよび装置のブロック図である。 図２は、本発明に係る電気コネクタおよび電気ポートの斜視図であり、互いに外された状態が示されている。 図３は、本発明に係る電気コネクタおよび電気ポートの斜視図であり、互いに接続した状態が示されている。 図４は、図２に示された電気コネクタの挿入端部の端面図である。 図５は、図４に示された電気コネクタの反対側の端面図である。 図６は、図２に示された電気コネクタの上から見た平面図である。 図７は、図２に示された電気コネクタの下から見た底面図である。 図８は、図２に示された電気コネクタの左から見た側面図である。 図９は、図２に示された電気コネクタの右から見た側面図である。 図１０は、図３および４で互いに接続して示された電気コネクタおよび電気ポートの端面図である。 図１１は、図３、４、および１０に示された電気コネクタおよびポートの長手方向垂直断面図である。

より高い電力を扱うための充電器（例えば自動充電器）と共に使用するための高速充電ユニバーサルシリアルバス（例えば、ＵＳＢ Ｔｙｐｅ－Ｃ）バッテリ充電システム１０を、図１、２、１０、および１１に示す。

バッテリ充電システム１０は、
１）ＶＢＵＳ１２（例えば、主電源接続）；
２）ＡＮＤゲート１４；
３）スイッチ１６；
４）過電圧および逆極性の防護１８；
５）コントローラおよび過小電圧の防護２０；
６）１０Ｖ－１５Ｖ電圧源２２；
７）５Ｖ電圧源２４；
８）安全スイッチ２６；
９）スイッチ２８；
１０）過温度の防護、
を含む。

ＶＢＵＳ
ＶＢＵＳ１２は、主電源接続である。カスタマイズされたＵＳＢ－Ｃドライバによって制御されるＦＥＴスイッチを介して、車両ＤＣ電源ポートから直接電流を供給することにより、ＶＢＵＳに高電力が供給される。カスタマイズされたＵＳＢ－Ｃドライバは、当社のＮＯＣＯ Ｂｏｏｓｔジャンプスタータと通信し、確認されると、ＦＥＴスイッチを有効にし、充電のための電力供給を可能にする。

過電圧防護
バッテリ充電システム１０は、例えば、ユーザが誤って２４Ｖプラグに接続した場合に備えて、過電圧防護１８を含んでもよい。

過小電圧防護
バッテリ充電システム１０は、電圧が低すぎるカーバッテリからの過小電圧防護２０を含むこともできる。カーバッテリ４０が１０Ｖ以下になると、自動充電器は停止する。

逆極性防護
バッテリ充電システム１０は、カーバッテリの逆向き接続からの逆極性防護１８を含んでもよい。

１０－１５Ｖ電圧源
バッテリ充電システム１０は、１０－１５Ｖの電圧源２２に切り替える機能を含んでもよい。これは、ＮＯＣＯ Ｂｏｏｓｔジャンプスタータの主充電源である。ＵＳＢ－Ｃドライバは、この１０－１５Ｖ電圧源２２を有効にするためにジャンプスタータと通信する。

安全スイッチ
バッテリ充電システム１０は、ＵＳＢ－Ｃドライバがそうすることが安全であると判断した場合にのみ、１０－１５Ｖ電圧源２２を通過させる安全スイッチ２６を含んでもよい。

５Ｖ電圧源
バッテリ充電システム１０は、ＶＢＵＳ１２の低電力を可能にするために使用される５Ｖ電圧源２４を含んでもよい。

過温度防護
バッテリ充電システム１０は、温度が高すぎることが検出された場合に、ＶＢＵＳ１２の電源を遮断する過温度防護３０を含んでもよい。

キー付きコネクタ
バッテリ充電システムは、図２、３、１０、および１１に示すように、電気コネクタ５２および電気ポート５４を含み、この自動充電器が特定のタイプまたはブランドのジャンプスタータ（例えば、ＮＯＣＯ Ｊｕｍｐ Ｓｔａｒｔｅｒ）にのみ差し込むことができるように構成されるカスタムコネクタ配置５０を含む。具体的には、電気コネクタ５２と電気ポート５４は、互換性があり、適切に接続し、連動して動作するように構成される。

電気コネクタ５２は、図４及び図５に示すように、楕円形状の構成を備えている。電気コネクタ５２は、図４に示すように、楕円形の外側リム５２Ａと、楕円形の凹部５２Ｂと、導電体を有する楕円形の内側凹部を有する楕円形の内側突起５２Ｆと、を含む。

電気ポート５４は、図２に示すように、楕円形状の構成を備えている。電気ポート５４は、楕円形の外側リム５４Ａと、楕円形の凹部５４Ｂと、楕円形の内側突起５４Ｃと、楕円形の内側凹部５４Ｄと、導電体を有する楕円形の突起５４Ｅと、を含む。

Claims (16)

1. ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）コネクタであって、
   コネクタは、
   端面を有する楕円形のプラグであって、端面が楕円形の外側リムを有するプラグと、
   楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、
   楕円形の凹部内に位置する楕円形の内側突起と、
   楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部と、を含み、
   楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備える、コネクタ。
2. １つ以上の電気導体は、複数の離間した電気導体である、請求項１に記載のコネクタ。
3. 複数の離間した電気導体は、楕円形の内側凹部の中に位置する複数の導電性の離間した接点である、請求項２に記載のコネクタ。
4. 導電性の離間した接点は、楕円形の内側凹部を定義する内壁に固定される、請求項３に記載のコネクタ。
5. １つ以上の電気導体は、１つ以上の導電性金属接点である、請求項１に記載のコネクタ。
6. 楕円形のプラグは、合成樹脂材料またはプラスチックから作られ、１つ以上の電気導体は、楕円形のプラグ内にインサート成形されている、請求項１に記載のコネクタ。
7. 楕円形のプラグは、上部平坦表面及び下部平坦表面を備えている、請求項１に記載のコネクタ。
8. 楕円形のプラグは、半円柱状の外側左側面および半円柱状の外側右側面を備えている、請求項７に記載のコネクタ。
9. ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ－Ｃ ＰＤ）ポートであって、
   ポートは、楕円形の外側リムと、楕円形の外側リム内に位置する楕円形の凹部と、楕円形の凹部内に位置する楕円形の突起と、楕円形の内側突起内に配置された楕円形の内側凹部とを含み、
   楕円形の内側凹部は、１つ以上の電気導体を備えている、ポート。
10. １つ以上の電気導体は、複数の離間した電気導体である、請求項９に記載のポート。
11. 複数の離間した電気導体は、楕円形の内側凹部の中に位置する複数の導電性の離間した接点である、請求項１０に記載のポート。
12. 導電性の離間した接点は、楕円形の内側凹部を定義する内壁に固定される、請求項１１に記載のポート。
13. １つ以上の電気導体は、１つ以上の導電性金属接点である、請求項９に記載のポート。
14. 楕円形のポートは、合成樹脂材料またはプラスチックから作られ、１つ以上の電気導体は、楕円形のポート内にインサート成形されている、請求項９に記載のポート。
15. 楕円形のポートは、上部平坦表面及び下部平坦表面を備えている、請求項９に記載のポート。
16. 楕円形のポートは、半円柱状の外側左側面および半円柱状の外側右側面を備えている、請求項１５に記載のポート。

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