JP3208790U - 高速コネクタシステム - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが容易で高速性能にすぐれるコネクタレセプタクル、それを備える電子機器、およびコネクタインサートを提供する。【解決手段】コネクタレセプタクルは、上面に第１の複数のスロットを有し、底面に第２の複数のスロットを有する筐体２４０と、第１のスロット内に位置する、第１の接触筐体部２３２に少なくとも部分的に取り囲まれる第１の複数のコンタクト２３０と、第２のスロット内に位置する、第２の接触筐体部２６２に少なくとも部分的に取り囲まれる第２の複数のコンタクト２６０と、筐体の上に位置し、前面から延伸する電磁コンタクト２１２を含む、上部シェル部２１０と、筐体の底面の下に位置し、上部シェルの前面から延伸する電磁コンタクトを含む下部シェル部２８０と、を含む。【選択図】図６

Description

（関連出願の相互参照）
この出願は、参照により援用される、２０１５年９月８日付出願の米国仮特許出願第６２／２１５，５７３号、及び２０１５年１１月１１日付出願の同第６２／２５４，１４５号の優先権を主張する。

消費者が利用できる電子機器の数及び種類は過去数年で飛躍的に増加しており、この増加傾向が弱まる気配は見られない。ポータブルコンピュータ機器、タブレットコンピュータ、デスクトップコンピュータ及び一体型コンピュータ、携帯電話機、スマートフォン、及びメディアフォン、記憶装置、ポータブルメディアプレーヤ、ナビゲーションシステム、モニタ及びその他の機器など、機器はユビキタス化している。

これらの機器は、多くの場合、様々なケーブルアセンブリを使用して電力及びデータを受信し、供給する。これらのケーブルアセンブリは、ケーブルの１つ以上の端部上にコネクタインサート又はプラグを含むことができる。コネクタインサートは、電子機器のコネクタレセプタクル内に差し込まれることで１つ以上の信号及び電力の導電路を形成することができる。

コネクタレセプタクルは、一般的にコンタクトを少なくとも部分的に囲んで、これに機械的な支持を提供する筐体で形成することができる。これらのコンタクトは、対応するコネクタインサートのコンタクトとかみ合って機器間の電気的経路の部分を形成するように構成することができる。これらのコネクタレセプタクルは、電子機器を取り囲む機器エンクロージャに取り付け、ないしは別の方法で固定することができる。これらのエンクロージャは、美的感覚及び機能性の双方の理由から高度に様式化されている場合がある。例えば、機器エンクロージャの部分は、傾斜し、湾曲し、又はその他の非直交な形状であってもよい。これらのエンクロージャはまた、薄かったり、又は細かったりしてもよい。

これらのエンクロージャの湾曲又はサイズが、コネクタレセプタクルをエンクロージャに適合させることを難しくする可能性がある。更には、この結果として得られるコネクタレセプタクルを組み立てることが困難である可能性がある。また、このようなコネクタレセプタクルで高速を実現するのが困難である可能性がある。

コネクタインサートは、コネクタレセプタクル上の対応するコンタクトとかみ合うようにコンタクトを備えることができる。また、コネクタインサートで高速を実現するのが困難である可能性がある。

よって、様式化されている機器エンクロージャに適合する望ましいフォームファクタを有することができるコネクタレセプタクルが必要である。また、これらのコネクタレセプタクル及び対応するコネクタインサートが、高速性能が可能であることが望ましい。また、これらの高速に対応するコネクタインサート及びコネクタレセプタクルに関連付けられる回路を有することが望ましい。

したがって、本発明の実施形態は、様式化されている機器エンクロージャに適合するように望ましいフォームファクタを有することができるコネクタレセプタクルを提供することができる。これらの様式化されているコネクタレセプタクル及び対応するコネクタインサートは、高速性能が可能であり得る。本発明の実施形態はまた、これらの高速に対応する、これらのコネクタインサート及びコネクタレセプタクルのための回路を提供することができる。

本発明の例示的な実施形態は、美的感覚及び機能性の一方か双方のために、高度に様式化可能であるエンクロージャ内で使用するためのコネクタレセプタクルを提供することができる。このコネクタレセプタクルは、コネクタインサートを受け入れるためのせり上げ部を有する上部カバー又はシェル部を有する筐体を備えることができる。上部シェル部は、電子機器内に他のコンポーネントの設置を可能とするために、コネクタレセプタクルが狭くなる下部に向かって細くなっていくことができる。コネクタレセプタクルは、下段のコンタクトと上段のコンタクトとを有する筐体を更に備えることができる。上段は、上部シェル部が下部に向かって細くなっていくようにすることができる下降部を備えることができる。

本発明の別の例示的実施形態は、高速対応が可能なコネクタレセプタクルを提供することができる。コンタクトの上段は第１の筐体部を用いてまとめられ得て、コンタクトの下段は第２の筐体部を用いてまとめられ得る。第１の筐体部と第２の筐体部は、各種連動特性を用いて筐体に固定することができる。これらの筐体部は、筐体に対して、コンタクトを決まった場所に固定することができる。この構成は、筐体に対してコンタクトを決まった場所に固定するために、筐体にとげ（barb）が挿入される従来のコネクタレセプタクルと対照的となり得る。これらのとげは、信号の完全性を低下させる可能性のある高周波スタブを形成する可能性がある。これらのとげをなくすことで、コネクタレセプタクルの高周波数での性能を向上させることができる。また、コンタクトの上段は、上記に説明したような下降部を含むことができる。この下降部は、また信号の完全性が低下する可能性がある鋭い角を避けるためにコンタクトの長さにわたって遷移する段を含むことができる。これらの鋭い角を省くことで、高周波数でのコネクタレセプタクルの性能を更に改善することができる。

本発明の別の例示的実施形態は、製造が容易なコネクタレセプタクルを提供することができる。上部シェル部は下部シェル部に接続可能である。上部シェル部及び下部シェル部はそれぞれ、対応するシェル部の前端部から延伸する電磁干渉（ＥＭＩ）コンタクトを含むことができる。これらのＥＭＩコンタクトは、コネクタインサートがコネクタレセプタクルに挿入されている時に、対応するコネクタインサート上のシェル又は筐体と電気的接点を得ることができる。

本発明の別の例示的実施形態は、高速性能が可能なコネクタインサートを提供することができる。このコネクタインサートのフォームファクタは、ライトニング（ＬＩＧＨＴＮＩＮＧ）（商標）コネクタと同一であっても類似していてもよい。既存のコネクタインサートでは、ピン間又はコンタクト間容量が高周波数での信号線インピーダンスを低下させる可能性がある。このインピーダンスの低下は、コネクタインサートを通して伝達される信号の高周波数コンポーネントを減衰させる可能性がある。これらの高周波数コンポーネントの損失は信号の縁部を遅くさせて信号性能を低下させる可能性がある。したがって、本発明の実施形態は、コンタクト間容量が減少したコネクタインサートを提供することができる。

コネクタインサート内のコンタクト形状を変更するのが難しい可能性がある。例えば、コンタクト間の間隔を増加させることは、コネクタインサートと対応するコネクタレセプタクルとの幅を増加させるため、難しい可能性がある。コンタクトの長さは、挿入及び抽出中に十分なワイパー圧を提供するべく一定の長さを有する必要がある場合がある。また、長さ及び幅は、相互運用性を維持するために、仕様によって固定され得る。これらの形状を変える代わりに、本発明の例示的実施形態は、コンタクト間の材料について、より低い誘電率を有するコネクタインサートを提供することができる。このより低い誘電率によって、コンタクト間容量は減少し、高周波数での信号コンタクトのインピーダンスを改善させることができる。

本発明の例示的実施形態では、隣接するコンタクトの間にエアギャップを設けることができる。このエアギャップは、およそ１．０の誘電率を有することができる。本発明の他の実施形態では、コンタクト間に任意選択的なポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）カスケット又はテープ層を設けることができる。このＰＴＦＥ層はおよそ２．０の誘電率を有することができ、これによって再び、コンタクト間容量を減少させて高周波数での信号コンタクトのインピーダンスを改善させることができる。

本発明の例示的実施形態では、エアギャップは成形コンタクトパックによって設けることができる。一番上の成形コンタクトパックは、コネクタインサート用の筐体の天面開口部内に、プリント配線基板の上面上にて配置することができる。コンタクトパックはコンタクトのための通路を有することができる。成形コンタクトパックは、プリント配線基板の上面と接触し、隣接するコンタクト間のエアギャップを塞ぐリブを有することができる。コンタクトと成形コンタクトパックはオーバーモールドされ得る。オーバーモールドは、エアギャップが保たれるように、リブによってブロックされ得る。このプロセスは、下部成形型コンタクトパックについて同一であってもよい。

本発明の別の例示的実施形態は、コネクタレセプタクルの回路を提供することができる。一般的に、コネクタレセプタクルはユニバーサルシリアルバス３．０（ＵＳＢ３．０）インタフェース用の上段のコンタクト、及びＵＳＢ２．０インタフェース用の下段のコンタクトを含むことができる。ＵＳＢ３．０信号用の回路はコンタクトの上段に接続することができ、ＵＳＢ２．０信号用の回路はコンタクトの下段に接続することができる。ＵＳＢ３．０機器への接続が行われると、ＵＳＢ３．０信号がコンタクトの上段に存在することができ、コンタクトの下段はＵＳＢ３．０インタフェースの一部であるＵＳＢ２．０信号用に用いることができる。ＵＳＢ２．０機器への接続が行われると、ＵＳＢ２．０信号がコンタクトの上段及びコンタクトの下段の両方に存在することができる。ＵＳＢ２．０インタフェースはライトニング又はその他の種類のインタフェースであり得る。これにより、コネクタレセプタクルはライトニングコネクタレセプタクルと類似する物理的フォームファクタを有することができ、ライトニングコネクタインサートを受け入れることができる。ＵＳＢ３．０機器が接続される時は、ＵＳＢ３．０コネクタインサートを受け入れてライトニングフォームファクタを有するコネクタインサートを提供するドングルを用いることができる。ドングルは、複数のマルチプレクサ、ＩＤチップ、及びＩＤチップ、マルチプレクサ、又は両方と組み合わせ可能である認証チップを含むことができる。本発明の他の実施形態では、これらの回路の１つ以上をアクセサリ機器に備えることができる。アクセサリ機器は、ＵＳＢ３．０に対応しているがライトニングフォームファクタを有する接続を含むことができる。

一般的に、ライトニングコネクタインサートは、舌部の下側と同様に、舌部の上側に同一のコンタクトを有する。ＵＳＢ２．０接続が行われた時にＵＳＢ２．０信号がコンタクトの上段に存在する可能性があるため、ＵＳＢ２．０信号はＵＳＢ３．０回路に供給することができる。これはＵＳＢ２．０信号を余分な距離でルーティングすることになる可能性があり、これによって高周波性能を低下させるスタブが信号経路に生成される可能性がある。したがって、コンタクトの上段の近くに複数のスイッチが設けられてもよい。これらのスイッチは、ＵＳＢ２．０信号が受信されている時に開き、それによってＵＳＢ３．０回路から上段のコンタクトを切断することで、ＵＳＢ２．０信号の信号完全性を改善させることができる。ＵＳＢ３．０信号についてのスイッチが閉じられている時は、コンタクトの上段をＵＳＢ３．０コントローラに接続することができる。コネクタインサートがコネクタレセプタクルから取り除かれると、取り除かれたことが検出されてスイッチが開き、ＵＳＢ３．０コントローラをコネクタレセプタクルコンタクトの上段上の過渡から保護することができる。

このコネクタレセプタクルは、ＵＳＢ２．０又はＵＳＢ３．０アクセサリに接続して電力を供給することができてもよい。したがって、本発明の例示的実施形態は、ＵＳＢ２．０又はＵＳＢ３．０アクセサリのいずれかに電力を供給できるように電力回路を設けることができる。本発明のこれらの及び他の実施形態では、第１の電源はＵＳＢ２．０アクセサリに電力を供給することができる。ＵＳＢ３．０アクセサリに電力が必要な時は、第２の電源が第１の電源と入れ替わるか、それに追加されてもよい。本発明のこれらの及び他の実施形態では、電力はコネクタレセプタクルでも受信することができる。本発明のこれらの及び他の実施形態では、電力は第１のコンタクトで受信されて、同時に第２のコンタクトにて供給可能である。

本発明のこれらの及び他の実施形態では、このコネクタレセプタクルに差し込むことができるコネクタインサートは回転可能であってもよい。このコネクタレセプタクルに差し込まれるコネクタインサートが回転可能であるために、ケーブルは、確実にＵＳＢ３．０信号が常にコネクタレセプタクルの上段のコンタクトで受信され、ＵＳＢ２．０信号が常にコネクタレセプタクルの上段及び下段のコンタクトで受信されるようにする回路を含むことができる。

機器には複数のマルチプレクサを、コネクタレセプタクルの下段のコンタクトに接続することができる。マルチプレクサに関連付けられるコントローラ回路又は他の回路は、このコネクタレセプタクルに差し込まれるケーブルインサート内のコントローラと通信することができる。上段コントローラはコネクタインサート内の上段のコンタクトと関連付けることができ、下段コントローラはコネクタインサート内の下段のコンタクトと関連付けることができる。ＵＳＢ３．０機器が接続されてコネクタインサート内の下段コントローラがマルチプレクサコントローラと通信可能である時、下段コントローラは、コネクタインサートがコネクタレセプタクルに直進又は非回転構成で挿入されている、すなわち、コネクタインサートが回転されていないと判定する。ＵＳＢ３．０機器が接続されてコネクタインサート内の上段コントローラがマルチプレクサコントローラと通信可能である時、上段コントローラは、コネクタインサートがコネクタレセプタクルに回転構成で挿入されていると判定する。上段コントローラは次に、コネクタインサート内のクロスバーに、反転してコネクタインサートのコンタクトに信号接続を反射させるように指示することができる。これはコネクタインサートを効果的に回転させて、ＵＳＢ３．０信号をコネクタレセプタクルの上段のコンタクトに配置させて、ＵＳＢ２．０信号をコネクタレセプタクルの下段のコンタクトに配置させる。

ライトニングデバイスなどのＵＳＢ２．０機器が接続されている時、コネクタインサート内の上部及び下部信号コンタクトは少なくとも２つのパターンのうちの１つに一緒に短絡させることができる。そのことでＵＳＢ２．０又はライトニング信号を、コネクタレセプタクル内の上段及び下段のコンタクトの両方で受信することができる。上段のコンタクトに接続されるスイッチは開いてもよい。マルチプレクサコントローラ回路は、コネクタインサートが回転されていなければＵＳＢ２．０又はライトニング信号を変更なく通すことができる、又はコネクタインサートが回転されている場合はコネクタレセプタクルの下段のコンタクトで受信したＵＳＢ２．０又はライトニング信号を再順序付けすることができる。

本発明の各種実施形態では、コネクタレセプタクル及びコネクタインサートのコンポーネントは、各種材料で各種方法にて形成することができる。例えば、コンタクト及び他の導電部を、スタンピング、金属射出形成、機械加工、マイクロ機械加工、３Ｄプリンティング、又は他の製造方法によって形成することができる。導電部は、ステンレス鋼、鋼、銅、チタン銅、リン青銅、又は他の材料若しくは材料の組み合わせから形成することができる。これらはニッケル、金、又は他の材料でメッキするか被膜することができる。レセプタクル筐体、コンタクトパック、及び他の部分などの非導電部は、射出又は他の成形、３Ｄプリンティング、機械加工、又は他の製造方法を用いて形成することができる。非伝導性部は、シリコン、シリコーン、マイラー、マイラーテープ、ゴム、硬質ゴム、プラスチック、ナイロン、エラストマー、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、セラミック、又は他の非導電性材料若しくは材料の組み合わせから形成することができる。

本発明の実施形態は、ポータブルコンピューティング機器、タブレットコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、オールインワンコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ機器、携帯電話、スマートフォン、メディアフォン、記憶装置、キーボード、カバー、ケース、ポータブルメディアプレーヤ、ナビゲーションシステム、モニタ、電源、アダプタ、リモコン機器、充電器、及び他の機器などの様々な種類の機器に配置されて接続することができるコネクタレセプタクル及びコネクタインサートを提供することができる。これらのコネクタレセプタクル及びコネクタインサートは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、高品位マルチメディアインターフェース（登録商標）（ＨＤＭＩ）、デジタルビジュアルインタフェース（ＤＶＩ）、イーサネット、ディスプレイポート、サンダーボルト（商標）、ライトリング、ジョイントテストアクショングループ（ＪＴＡＧ）、テストアクセスポート（ＴＡＰ）、誘導型自動ランダムテスト（ＤＡＲＴ）、汎用非同期送受信回路（ＵＡＲＴ）等の各種規格に準ずる信号、クロック信号、電力信号、及び、開発されている、開発途中、若しくは将来的に開発される他の標準的、非標準的、並びに専有のインタフェース並びにその組み合わせのための経路を提供することができる。本発明の各種実施形態では、これらのコネクタレセプタクル及びコネクタインサートによって提供されるこれらの相互接続経路は、電力、グランド、信号、テストポイント、及び他の電圧、電流、データ、又は他の情報を伝達するために用いることができる。

本発明の種々の実施形態では、これら及び本明細書内で説明する他の特徴を１つ以上組み込んでもよい。以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することにより、本発明の性質及び利点の理解をより深めることができる。

本発明の実施形態に係る電子システムを示す図である。

本発明の実施形態に係る電子機器の一部を示す図である。

本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクルを示す図である。

図３のコネクタレセプタクルの下面図である。

図３のコネクタレセプタクルの背面図である。

図３のコネクタレセプタクルの分解図である。

本発明の実施形態に係るコネクタインサートを示す図である。

本発明の実施形態に係るコネクタインサートの分解図である。

本発明の実施形態に係るコネクタインサートの分解部分の拡大図である。

本発明の実施形態に係るコンタクトパックの拡大図である。

本発明の実施形態に係るコンタクトパックの底面図である。

本発明の実施形態に係る、いくつかのコンタクトを支持する成形コンタクトパックの底面図及び側面図である。

本発明の実施形態に係る、オーバーモールド手順が行われる前後のコネクタインサートを示す図である。

本発明の実施形態に係る、オーバーモールド手順の前後のコネクタインサートの側面図である。

本発明の実施形態に係る別のコンタクトパックを示す図である。

本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクル回路を示す図である。

本発明の実施形態に係る、レセプタクルに用いることができるコンタクトの名称を示す図である。

本発明の実施形態に係る、ＵＳＢ３．０インタフェースの信号を、ライトニングコネクタインサートフォームファクタを有するコネクタインサートに供給することができるドングルの回路を示す図である。

本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに非回転位置で挿入された図１８のドングルを示す図である。

本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに回転位置で挿入された図１８のドングルを示す図である。

本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに挿入することができるライトニングコネクタインサートを示す図である。

本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに非回転位置で挿入された図２１のコネクタインサートを示す図である。

本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクル内のマルチプレクサの動作を示す図である。

本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに回転位置で挿入された図２１のコネクタインサートを示す図である。

本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクル内のマルチプレクサの動作を示す図である。

本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに挿入することができる別のライトニングコネクタインサートを示す図である。

本発明の実施形態に係る、コネクタインサートに非回転位置で挿入された図２６のコネクタインサートを示す図である。

本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクル内のマルチプレクサの動作を示す図である。

本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに回転位置で挿入された図２６のコネクタインサートを示す図である。

本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクル内のマルチプレクサの動作を示す図である。

図１は、本発明の実施形態に係る電子システムを示す。この図は、この他の添付図と同様に、例示の目的で示され、本発明の可能な実施形態又は請求項のいずれをも限定するものではない。

この実施例では、ホスト機器１１０は、データ、電力、又は両方を共有するためにアクセサリ機器１２０に接続することができる。具体的には、ホスト機器１１０上のコネクタレセプタクル１１２はアクセサリ機器１２０のコネクタレセプタクル１２２と電気的に接続することができる。ホスト機器１１０上のコネクタレセプタクル１１２は、アクセサリ機器１２０上のコネクタレセプタクル１２２と、ケーブル１３０及びコネクタインサート１３２及び１３４を介して電気的に接続することができる。

図２は、本発明の実施形態に係る電子機器の一部を示す。この図面は、電子機器の筐体又はエンクロージャ２９６内のコネクタレセプタクル１１２を示す。電子機器は、図１のホスト１１０又はアクセサリ１２０などの電子機器であってもよい。レセプタクルは、図１のホスト１１０のレセプタクル１１２又はアクセサリ１２０のレセプタクル１２２などのレセプタクルであってもよい。

コネクタレセプタクル１１２は、機器エンクロージャ２９６内にあってもよい。コネクタレセプタクル１１２の開口部（図示せず）が、エンクロージャ２９６の前面に設けられてもよい。対応するコネクタインサートをコネクタレセプタクル１１２の開口部に挿入してもよい。コネクタレセプタクル１１２は、上部シェル部２１０を備えることができる。上部シェル部２１０はせり上げ表面２１９に至るテーパー部を有してもよい。せり上げ表面２１９にはコネクタインサート用により幅広い開口部を設けることができ、コネクタレセプタクル１１２の残るより狭い部分は第２の電子コンポーネントのための空間を与えてもよい。この第２の電子コンポーネントは、送受信機、プロセッサ、ボタンなどのユーザ作動インタフェース、又は他の電子コンポーネントであることができる。

コネクタレセプタクル１１２を取付面２９０に取り付けることができる。前側ねじ２９２が上部シェル部２１０を取付面２９０に固定してもよい。後ろ側ねじ２９４は上部シェル部２１０及び取付面２９０を貫通して、機器エンクロージャ２９６に取り付けられたスタンドオフを挿通することができる。これによって、レセプタクル１１２及び取付面２９０を機器エンクロージャ２９６に固定することができる。取付面２９０は更に、機器エンクロージャ２９６の内表面に糊付けされてもよい。導電性発泡体（図示せず）又は他の柔軟且つ導電性の片を、取付面２９０と第２のコンポーネントの間に配置することができる。第２のコンポーネントは、導電性発泡体を取り付けるためのシールド又は他の導電性構造を備えてもよい。第２のコンポーネント用のシールド又は他の導電性構造は、機器エンクロージャ２９６に直接又は間接的に接地可能である。

コネクタインサートがコネクタレセプタクル１１２に挿入されている時、上部シェル部２１０とコネクタインサートの導電性筐体又はシェルとの間で接地経路を形成することが望ましい場合がある。したがって、本発明の実施形態は上部シェル部２１０の前面から延伸可能なＥＭＩコンタクト２１２を設けてもよい。ＥＭＩコンタクト２１２は、コネクタレセプタクル１１２用の筐体における開口部２４４と適合することができる。コネクタインサートがコネクタレセプタクル１１２に挿入されている時、ＥＭＩコンタクト２１２はコネクタインサートのシェル又は筐体に電気的に接続することができる。本発明の他の実施形態でのこれらでは、下部シェル部（図示せず）について同様の構成を採用することができる。以下の図面に、コネクタレセプタクル１１２の更なる詳細を示す。

図３は、本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクルを示す。コネクタレセプタクル１１２は、上部シェル部２１０及び下部シェル部２８０を備えることができる。上部シェル部２１０及び下部シェル部２８０は、点５１０で一緒にスポット又はレーザ溶接することができる。コネクタレセプタクル１１２は、対応するコネクタインサートを受け入れることができる開口部３１０を備えることができる。コンタクト２６０は前面開口部３１０からアクセス可能である。ＥＭＩコンタクト２１２は上部シェル部２１０の前面から延伸することができる。上部シェル部２１０は、図２に示すように締め具２９４を受け入れるために、開口部２１４を備えることができる。上部シェル部２１０及び下部シェル部２８０は、図２に示すように締め具２９２を受け入れるために、開口部２１７を備えることができる。

図４は、図３のコネクタレセプタクルの下面図を示す。こちらもでもまた、コネクタレセプタクル１１２は上部シェル部２１０及び下部シェル部２８０を備えることができる。コンタクト２６０及び２３０の一部は、コネクタレセプタクル１１２の下側にて露出していてもよい。これらのコンタクトは、示すように、表面実装コンタクト部内で終了することができる。本発明の他の実施形態では、コンタクト２３０及び２６０は貫通孔接触部内で終了することができ、或いは表面実装及び貫通孔接触部の組み合わせ内で終了することができる。上部シェル部２１０はタブ２１８を備えることができる。タブ２１８は、プリント配線基板又は他の適切な基板での対応する開口部に挿入することができる。これらのタブをはんだ付けして、このようにして接地してもよい。上部シェル部２１０は、点４１０でスポット又はレーザ溶接することで、ラッチ（以下に示す）に電気的に接続することができる。

図５は、図３のコネクタレセプタクルの背面図を示す。上記のように、上部シェル部２１０はせり上げ部２１９に至るテーパー部を有することができる。ＥＭＩコンタクト２１２は上部シェル部２１０の前面から延伸することができる。上部シェル部２１０はタブ２１８を備えることができる。コンタクト２３０の表面実装コンタクト部は、コネクタレセプタクル１１２の下側から出てきてもよい。上部シェル部２１０及び下部シェル部２８０は、点５１０にて一緒にスポット又はレーザ溶接されることで互いに接続することができる。上部シェル部２１０及びラッチは、点４１０にてスポット又はレーザ溶接されることで接続することができる。

図６は、図３のコネクタレセプタクルの分解図を示す。上部シェル部２１０は、せり上げ部２１９に至るテーパー部を有してもよい。ＥＭＩコンタクト２１２は上部シェル部２１０の前面から出てくることができる。上部シェル部２１０は、図２に示すようにコネクタレセプタクル１１２を機器エンクロージャに固定するための締め具を受け入れるための開口部２１４及び２１７を備えることができる。上部シェル部２１０は、プリント、機械加工、深絞りプロセスを用いることで、スタンピング、又は他の技術によって形成することができる。筐体２４０は、いくつかのトップスロット２４２及びいくつかのボトムスロット（図示せず）を備えることができる。コンタクト２３０を筐体部２３２で少なくとも部分的に取り囲むことができ、一方でコンタクト２６０を筐体部２６２で少なくとも部分的に取り囲むことができる。コンタクト２３０は、筐体２４０内のスロット２４２の中に配置することができる。コンタクト２６０は、筐体２４０内の下部のスロット（図示せず）に挿入することができる。筐体部２３２及び２６２並びに筐体２４０は、３つの筐体部を一緒に固定することができる連動特性を備えることができる。筐体２４０の背面部にラッチ２５０を挿入することができる。ラッチ２５０は、コネクタインサートがこのコネクタレセプタクルに挿入されている時にコネクタインサートの側面とかみ合うために、筐体２４０の側面開口部（図示せず）に位置することができる接触部２５２を備えることができる。下部シェル部２８０は、上記の通り、上部シェル部２１０に取り付けることができる。下部シェル部２８０は、上部シェル部２１０の開口部２１７と整列させるための開口部２８６を有する延伸部２８４を備えることができる。絶縁層２２０及び２７０は、コンタクト２３０及び２６０をそれぞれ上部シェル部２１０及び下部シェル部２８０から遮断することができる。絶縁層２２０及び２７０は、コンタクト２３０及び２６０が機器の使用中に上部シェル部２１０及び下部シェル部２８０と電気的に接触しないよう、カプトンテープなどのテープ若しくは他の種類のテープ、又は絶縁材料であってもよい。

こちらでもまた、上部シェル部２１０はせり上げ部２１９に至るテーパー部を備えることができる。せり上げ部２１９は、対応するコネクタインサートを受け入れるために十分に幅の広い開口部を設けることができる。より狭い背面部を有することで、第２のコンポーネントのために空間を利用可能とすることができる。この下降は、コンタクト２３０の形状に同様の下降を必要とする可能性がある。しかしながら、コンタクト２３０に鋭角を有するのは望ましくない可能性がある。このような鋭角はＥＭＩを生成し、信号品質を劣化させる可能性がある。したがって、コンタクト２３０は、上部シェル部２１０における下降に対応する下降に至る、比較的滑らかな湾曲を有する。

また、コンタクト２３０及び２６０は、筐体２４０にコンタクトを容易に挿入させるのにしばしば用いることができるとげ又は他の特徴を必要としない場合がある。代わりに、筐体部２３２及び２６２を、筐体２４０にコンタクト２３０及び２６０を固定するために用いることができる。筐体部２３２及び２６２は、筐体部２３２及び２６２を筐体２４０に固定することができる連動特性を備えることができる。

こちらでもまた、ＥＭＩコンタクト２１２を上部シールド２１０及び下部シールド２８０の一部として形成することができる。これらのＥＭＩコンタクト２１２は筐体２４０の開口部２４４を通過することができ、コネクタインサートがコネクタレセプタクル１１２に挿入されている時にコネクタインサートのシェル又はシールドに接触することができる。これは、ＥＭＩコンタクト２１２の製造を簡単にし、コネクタレセプタクル１１２の製造性を向上することができる。

コンタクト２３０の形状とＥＭＩコンタクト２１２の有無によって、コネクタレセプタクル１１２の高周波性能を向上することができる。コネクタインサートの高周波性能を向上させるために、例えば、コネクタレセプタクル１１２に挿入することができるコネクタインサート１３２など、他の技術を用いることができる。以下の図に実施例を示す。

図７は、本発明の実施形態に係るコネクタインサートを示す。このコネクタインサートのフォームファクタは、ライトニングコネクタと同一であっても類似していてもよい。コネクタレセプタクル１３２は、筐体７２０内に配置されたプリント配線基板７１０を含むことができる。筐体７２０は導電性であってもよい。いくつかのコンポーネント７１２をプリント回路基板７１０に配置することができる。コンポーネント７１２をオーバーモールドして、１つ以上の構造７１４を形成することができる。コンタクト７３０は筐体７２０内の天面開口部の中に配置することができる。コンタクト７３０を非導電性オーバーモールド部７４０の中に配置することができる。筐体７２０の側面に側面保持特徴７２２を配置することができる。

コンタクト７３０の間のコンタクト間容量を、コネクタインサート１３２の高周波数性能を向上させるために減少させることが望ましい場合がある。コンタクト間容量が過剰であると、容量は高周波数で低インピーダンスを与える可能性がある。したがって、コンタクト７３０に伝達される信号の高周波数コンポーネントが減衰し得る。この周波数信号コンポーネントの減衰は、コンポーネント１３２を用いる信号の完全性を低下させる可能性がある。

したがって、本発明の実施形態は、コンタクト７３０の間のコンタクト間容量を減少させることができる。本発明の実施形態は、これを、隣接するコンタクト７３０の間にエアギャップを設けることで得ることができる。このエアギャップは１．０の誘電率を有することができ、そのことで減少したコンタクト間容量に至ることができる。本発明の他の実施形態では、誘電率が２．０であるＰＴＦＥ層などの任意選択的な層を、コンタクト間容量を減少させるために用いることができる。本発明の各種実施形態では、ＰＴＦＥ層に空気に含浸させてその誘電率を更に低下させることができる。以下の図に、そのようなコネクタインサートの分解図を示す。

図８は、本発明に実施形態に係るコネクタインサートの分解図を示す。コネクタインサート１３２は、いくつかのプリントコンタクト７１６を有するプリント回路基板７１０を備えることができる。プリントコンタクト及び１６は、筐体７２０の天面開口部でのコンタクトに電気的に接続することができる。プリント回路基板７１０は、プリントコンタクト７１２を更に含むことができる。プリントコンタクト７１２は、例えばケーブル１３０などのケーブル、アダプタ、又はドングル内の導電体に、電気的に接続することができる。プリント配線基板７１０は、湿気に対する保護のためにオーバーモールドされるかはめ込まれるコンポーネント７１４を更に備えることができる。股８７４を有するスタンドオフ８７２を、プリント配線基板７１０上のパッド８７０にはんだ付けすることができる。スタンドオフ８７２は、筐体７２０にプリント配線基板７１０を配置するのを助け、筐体７２０をプリント配線基板７１０の接地接続に電気的に接続することができる。

成形されたコンタクトパック８１０を天面開口部及び筐体７２０に配置して、それがプリント配線基板７１０の上面に位置するようにすることができる。開口部８４２を有する任意選択的なＰＴＦＥ層８４０は、コンタクトパック８１０とプリント配線基板７１０との間に配置することができる。コンタクト７３０（図７に示すように）を、上部コンタクト部８３０と下部コンタクト部８３２から形成することができる。下部コンタクト部８３２は、開口部８３３及び下部接触部８３４を備えることができる。下部接触部８３４は、プリント配線基板７１０上のコンタクトパッド７１６にはんだ付けすることができる。コンタクトパック８１０は、上部コンタクト部８３０に又は下部コンタクト部８３２に、又は両方の間の部分にエアギャップを設けることができる。本発明の特定の実施形態において、エアギャップは下部接触部８３４の間に形成することができる。

図９は、本発明の実施形態に係るコネクタインサートの分解部の拡大図を示す。ここでもまた、成形コンタクトパック８１０はいくつかのコンタクト７３０を支持することができる。開口部８４２を有する任意選択的なＰＴＦＥ層８４０を、本発明の各種実施形態に備える又は省略することができる。プリント回路基板７１０は、スタンドオフ８７２及びプリントコンタクト７１６を支持することができる。プリントコンタクト７１６は、コンタクト７３０の下部接触部（図示せず）にはんだ付けすることができる。成形コンタクトパック８１０は、コンタクト７３０の下部分との間にエアギャップを設けることができる。

図１０は、本発明の実施形態に係るコンタクトパックの拡大図を示す。コンタクトパック８１０は、いくつかのコンタクト７３０を支持することができる。

図１１は、本発明の実施形態に係るコンタクトパックの底面図を示す。この実施例では、コンタクトパック８１０はいくつかのコンタクトについて下部接触部８３４を備えることができる。エアギャップ１１１０を下部接触部８３４の間に設けてもよい。クロスサポート８１２をコンタクト８３４の間に配置することができる。ここでもまた、これらのエアギャップは隣接するコンタクト間の誘電率を低下させて、コンタクト間容量を低下させることができる。このコンタクト間容量の低下は、コネクタインサート１３２を通る信号経路インピーダンスを上昇させる助けとなり、信号品質及び完全性を向上させることができる。

図１２は、本発明の実施形態に係る、いくつかのコンタクトを支持する成形コンタクトパックの底面図及び側面図を示す。コンタクトパック８１０は、上部コンタクト部８３０及び下部コンタクト部８３２を有するコンタクトをいくつか支持することができ、下部コンタクト部８３２は下部接触部８３４を有する。エアギャップ１１１０を下部接触部３３４の間に配置することができる。リブ８２０を下部接触部３３４の周りに配置することができる。リブ８２０は、オーバーモールド手順中にオーバーモールド７４０の侵入をブロックするためのダムを形成することができるクラッシュリブであってもよい。以下の図に実施例を示す。

図１３は、本発明の実施形態に係る、オーバーモールド手順が行われる前後のコネクタインサートを示す。コネクタインサート１３２は、コンタクトパック８１０のための天面開口部を有する筐体７２０を含むことができる。コンタクトパック８１０は、いくつかのコンタクト７３０を支持することができる。

図１４は、本発明の実施形態に係る、オーバーモールド手順の前後のコネクタインサートの側面図を示す。コンタクトパック８１０はプリント配線基板７１０の表面と接触することができる。リブ８２０はプリント回路基板７１０と隣接することができる。各コンタクト７３０は上部コンタクト部８３０及び下部コンタクト部８３２を備えることができる。下部コンタクト部８３２は下部接触部８３４を備えることができる。下部接触部８３４は、はんだ領域１４１０にてプリント配線基板にはんだ付けすることができる。

オーバーモールド７４０が適用された後に、リブ８２０はオーバーモールド７４０がエアギャップ１１１０に流れ込むのをブロックするダムとして作用することができる。

本発明の各種実施形態は、異なるコンタクトパックを用いることができる。以下の図に実施例を示す。

図１５は、本発明の実施形態に係る別のコンタクトパックを示す。この実施例では、コンタクトパック１５１０はリブ８２０の代わりに溝付きパターン１５２０を備えることができる。

本発明の各種実施形態では、コネクタレセプタクル１１２及びコネクタインサート１３２は各種通信インタフェースの信号を搬送可能とすることができる。本発明の具体的な実施形態では、コネクタレセプタクル１１２及びコネクタインサート１３２はＵＳＢ２．０又はＵＳＢ３．０信号のいずれかを伝達するケーブルであってもよい。ＵＳＢ２．０信号は、ライトニングインタフェース等のインタフェースの一部であることができ、又は、ＵＳＢ３．０インタフェースがＵＳＢ２．０信号を含むために、ＵＳＢ２．０信号のいくつか若しくは全てをＵＳＢ３．０インタフェースの一部として用いることができる。このようなコネクタレセプタクルと用いることができる回路の実施例を次の図面に示す。

図１６は、本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクル回路を示す。この回路をホスト１１０などの電子機器内に配置することができる。一般的に、コネクタレセプタクル１１２はＵＳＢ３．０インタフェース用の上段のコンタクト１６１０を備えることができる一方で、下段のコンタクト１６２０はＵＳＢ２．０インタフェース用のコンタクトを備えることができる。ＵＳＢ２インタフェースは、ライトニングなどのインタフェース、又は他のインタフェースであってもよい。ＵＳＢ２．０コンタクトのいくつか又は全ては、上段のコンタクト１６１０と共に、ＵＳＢ３．０インタフェースの一部であってもよい。

ＵＳＢ３．０信号が受信されると、コンタクト１６１０はスイッチ１６３０に信号を供給することができる。スイッチ１６３０は閉じることができ、それによってコンタクト１６１０をＵＳＢコントローラ１６４０に接続することができる。ＵＳＢコントローラ１６４０はコアロジック１６６０と通信することができる。各種コンタクト１６２０はマルチプレクサ１６５０にＵＳＢ２．０信号を供給することができ、それらはコアロジック１６６０に渡すことができる。

ＵＳＢ３．０信号を供給していたコネクタインサートが取り除かれると、スイッチ１６３０を切断するか開いて、コネクタレセプタクル１１２のコンタクト１６１０に発生する可能性のある遷移電圧からＵＳＢコントローラ１６４０を守ることが望ましい場合がある。したがって、グルーロジック１６９０は、コネクタレセプタクル上の接地コンタクトへの接続が破断したことを検出して、それに応じてスイッチ１６３０を開いてもよい。接地コンタクトはコネクタレセプタクルの上での通常の接地コンタクトであってもよく（コネクタ１１２に挿入されるように）、又はコネクタインサートの側面での側面接地コンタクトであってもよい。

ＵＳＢ２．０又はライトニング信号をコンタクト１６２０で受信する時に、これらをコンタクト１６１０でも受信することができる。これはライトニングコネクタの使用に対応するためにも行うことができ、コネクトインサート内の上段コンタクトでのコンタクトはコネクタインサートの下段のコンタクトにおけるコンタクトと、少なくとも２つのパターンのうちの１つで電気的に接続される。したがって、ＵＳＢ２．０又はライトニング信号は、スイッチ１６３０に接続することができる。この状態で、スイッチ１６３０は開くことができ、ＵＳＢコントローラ１６４０に信号が届くのを防止することができる。これは、スイッチ１６３０をコネクタレセプタクル１１２とは比較的近くすることができる一方で、ＵＳＢコントローラ１６４０とは遠隔的にすることができる場合に、特に重要となり得る。コンタクト１６１０に接続されたトレースを短くすることで、スイッチ１６３０へのトレースによって他の方法で形成される送信ラインスタブの効果を最小限に抑えることができる。コンタクト１６２０上のＵＳＢ２．０信号を、マルチプレクサ回路１６５０に供給することができる。マルチプレクサ回路１６５０は、出力線１６５２上のＵＳＢ２．０又はライトニング信号を、コアロジック１６６０又は他の回路に供給することができる。

コネクタレセプタクル１１２は、ＵＳＢ２．０又はＵＳＢ３．０アクセサリに接続して電力を供給することが可能であり得る。したがって、電力をＵＳＢ２．０アクセサリに供給することができるように、電源回路１６７０を備えることができる。ＵＳＢ３．０アクセサリ用に電力が必要な時は、第２の電源１６８０が第１の電源１６７０と入れ替わるか、それに追加されてもよい。本発明のこれらの及び他の実施形態では、電力はコネクタレセプタクル１１２によって受信することができる。本発明のこれらの及び他の実施形態では、電力を第１のコンタクトで受信することができ、同時に電力をコネクタレセプタクル１１２の第２のコンタクトで供給することができる。

コネクタレセプタクル１１２は、ライトニングコネクタと物理的に互換性を有するフォームファクタを有することができる。すなわち、ライトニングコネクタをコネクタレセプタクル１１２に挿入して、ＵＳＢ２．０信号を含むライトニング信号を図示される回路に送達するために用いることができる。ライトニングがコネクタレセプタクル１１２に挿入可能な少なくとも２種類のコネクタインサートを備えるため、コネクタレセプタクル１１２は２種類のライトニングコネクタインサートを受け入れることができる。コネクタレセプタクル１１２はまた、ＵＳＢ３．０コネクタの種類を受け入れることができてもよい。このＵＳＢ３．０コネクタは非標準的であってもよい。ＵＳＢ３．０フォームファクタを、コネクタレセプタクル１１２と互換性を有するものと適合させるために、ドングル又はアダプタを設けることができる。したがって、本発明の各種実施形態では、コネクタレセプタクル１１２は、２つのライトニングコネクタインサート及びドングルアダプタの一部であり得るＵＳＢ３．０コネクタインサートを含み、少なくとも３種類のコネクタインサートを受け入れ可能であってもよい。本発明の他の実施形態では、ドングルの代わりに、アクセサリがケーブルアダプタを備えることができる、又はコネクタレセプタクル１１２とかみ合うことができる接続を有することができる。

本発明の各種実施形態では、コネクタレセプタクル１１２とかみ合うことができるコネクタインサートは回転可能であり得る。すなわち、コネクタインサート１３２などのコネクタインサートは、互いに１８０度回転された２つの向きのいずれかでコネクタレセプタクル１１２に差し込むことができる。コネクタレセプタクル１１２に挿入することができる上記３種類のコネクタインサートと組み合わせられると、コネクタレセプタクル１１２によって受信できる入力は少なくとも６構成ある。これらを以下の図に示す。

図１７は、本発明の実施形態に係る、レセプタクルで用いることができるコンタクトの名称を示す。これらの名称は、コネクタレセプタクル１１２又は本発明の実施形態に係る他のコネクタで用いることができる。上段のコンタクト１６１０は、アクセサリインタフェースコンタクトＡＣＣＰＷＲで始まることができる。本発明の各種実施形態では、このコンタクトは実際のところ、コネクタレセプタクル１１２では非接続であってもよい。続くコンタクトは、高速ＵＳＢ３．０信号対の正極及び負極端子、ＤＰ１ＰＴ及びＤＰ１ＮＴであることができる。アクセサリから電力を受信することができる電力コンタクト、ＰＩＮ、及び第２のアクセサリコンタクトのＡＣＣＩＤＴが後に続くことができる。高速ＵＳＢ３．０コンタクトのＤＰ２ＮＴ及びＤＰ２ＰＴが次にきて、接地コンタクト（ＧＮＤ）が続いてもよい。

下段のコンタクト１６２０はグランドで始まることができ、そこからＵＳＢ２．０信号の正極及び負極端子、ＤＰ１ＰＢ及びＤＰ１ＮＢが続くことができる。第１のアクセサリコンタクトＡＣＣＩＤＢが次にくることができ、続いてアクセサリから電力を受信するコンタクト、ＰＩＮがくることができる。ＵＡＲＴ信号対の端子、ＤＰ２ＮＢ及びＤＰ２ＰＢが次にくることができ、その段は第２のアクセサリコンタクトのＡＣＣＰＷＲで終わることができる。

また、本発明の各種実施形態では、ＵＳＢ３．０インタフェース用の信号を、コネクタレセプタクル１１２に挿入されるコネクタインサートに供給することができる。コネクタレセプタクル１１２を、ライトニングコネクタフォームファクタを有するコネクタインサートを受け入れるように構成することができるため、本発明の実施形態は、ライトニングコネクタフォームファクタを有するコネクタにＵＳＢ３．０コネクタを適合させるためのドングルを設けることができる。以下の図にそのようなドングルの実施例を示す。

図１８は、本発明の実施形態に係る、ＵＳＢ３．０インタフェースの信号を、ライトニングコネクタインサートフォームファクタを有するコネクタインサートに供給することができるドングルの回路を示す。この実施例では、ドングルは、ＵＳＢ２．０信号対とＵＡＲＴ信号対に加え、高速ＵＳＢ３．０信号用の経路のための第１のポート１８３０を有することができる。第１のポート１８３０はＵＳＢ３．０タイプのコネクタであってもよい。これらの信号は、マルチプレクサを通ってコネクタインサートの２つのコンタクトのうちの１つに連結することができる。コネクタインサートがライトニングコネクタのフォームファクタを有する。コネクタインサートは上段のコンタクト１８１０と下段のコンタクト１８２０とを備えることができる。

上段のコンタクト１８１０は、アクセサリインタフェースコンタクトＡＣＣＰＷＲを備え得てアクセサリインタフェースコンタクトＡＣＣＰＷＲで始まることができる。続くコンタクトは、高速ＵＳＢ３．０コンタクト対の正極及び負極端子であるＤＰ１ＰＴ及びＤＰ１ＮＴであってもよい。アクセサリから電力を受信することができる電力コンタクト、ＰＩＮ、及び第２のアクセサリコンタクトのＡＣＣＩＤＴが後に続くことができる。高速ＵＳＢ３．０コンタクトのＤＰ２ＮＴ及びＤＰ２ＰＴが次にあり、接地コンタクトが続くことができる。

下段のコンタクト１６２０はグランドで始まってもよく、そこからＵＳＢ２．０信号用の正極及び負極端子、ＤＰ１ＰＢ及びＤＰ１ＮＢが続くことができる。第１のアクセサリコンタクトＡＣＣＩＤＢが次にくることができ、続いてアクセサリから電力を受信するコンタクト、ＰＩＮがくることができる。ＵＡＲＴ信号対の端子、ＤＰ２ＮＢ及びＤＰ２ＰＢが次にくることができ、その段は第２のアクセサリコンタクトのＡＣＣＰＷＲで終わることができる。

ここでもまた、このコネクタインサートは、図１７に示すように、コネクタレセプタクル１１２に１８０度で離された２つの向きのいずれかで挿入することができる。したがって、ポート１８３０での各信号を、コネクタインサート上で１８０度離れて位置する２つのコンタクトのうちの１つに多重化することができる。例えば、ＭＵＸ１によって受信されるポート１８３０の信号ＤＰ１ＰＴは、ＭＵＸ１がパススルーモードにある時に上段のコンタクト１８１０にあるコンタクトＤＰ１ＰＴに接続することができ、或いは、信号ＤＰ１ＰＴは、ＭＵＸ１がクロスモードにある時に下段のコンタクト１８２０にあるコンタクトＤＰ２ＰＢに接続することができる。同様に、信号ＤＰ２ＰＢは、ＭＵＸ１がクロスモードにある時には上段のコンタクト１８１０にあるコンタクトＤＰ１ＰＴに接続することができ、或いは、信号ＤＰ２ＰＢは、ＭＵＸ１がパススルーモードにある時には、下段のコンタクト１８２０にあるコンタクトＤＰ２ＰＢに接続することができる。ＭＵＸ２、ＭＵＸ３、及びＭＵＸ４、並びにそれらの対応する信号についても同じ動作となり得る。

本発明の各種実施形態では、信号ＤＰ２ＰＢ及びＤＰ２ＮＢはＵＳＢ３．０信号ではなり得ないが、代わりに、アクセサリ又はここでは示されていない他のドングル回路からの認証情報を伝達するのに用いられるＵＡＲＴ信号であってもよい。

マルチプレクサＭＵＸ１、ＭＵＸ２、ＭＵＸ３、及びＭＵＸ４は上部ＩＤチップの制御下であってもよく、上部ＩＤチップはコンタクトＡＣＣＩＤＴに接続される。具体的に、このコネクタインサートがコネクタレセプタクル１１２に非回転位置で挿入されている時、上部ＩＤチップは切断されている。上部ＩＤチップはこの切断を検出して、マルチプレクサＭＵＸ１、ＭＵＸ２、ＭＵＸ３、及びＭＵＸ４をパススルーモードに設定することができる。この構成では、コンタクトＡＣＣＩＤＢに接続される下部ＩＤチップは、図１６に示すように、マルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路と通信することができる。下部ＩＤチップは、ＵＳＢ３．０コネクタインサートがコネクタレセプタクル１１２に挿入されていると、マルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路に通知することができる。ＵＳＢ３．０コネクタが挿入されている事実から、マルチプレクサ１６５０に関連付けられている回路は、受信した信号の多重化が必要ないと判定することができる。以下の図に実施例を示す。

図１９は、本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに非回転位置で挿入される図１８のドングルを示す。ここでもまた、この構成では、上部ＩＤチップは切断され得る。この切断によって、上部ＩＤチップはドングルのマルチプレクサにデータ信号をクロスさせるのではなく、代わりにパススルーモードで通すように指示することができる。下部ＩＤチップは、図１６のマルチプレクサ１６５０に接続可能である。図１６のマルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路は、ドングル又はアクセサリから、ＡＣＣＩＤＢコンタクトを介して識別データを受信することができる。この構成では、電力はドングル又はアクセサリに供給されてもよい、或いは電力をドングル又はアクセサリから受信してもよい。具体的には、電力をドングル又はアクセサリに、コネクタインサート内で一緒に接続され得るＡＣＣＰＷＲコンタクトを介して供給することができる。或いは、電力をドングル又はアクセサリから、コネクタインサート内でそれと互いに接続され得るＰＩＮコンタクトを介して受信することができる。

このコネクタインサートがコネクタレセプタクル１１２に回転位置で挿入される時、下部ＩＤチップを切断させることができる。上部ＩＤチップは、図１６に示すように、マルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路と通信することができる。上部ＩＤチップは次に、マルチプレクサＭＵＸ１、ＭＵＸ２、ＭＵＸ３、及びＭＵＸ４に、クロスモードに入るように指示することができる。以下の図に実施例を示す。

図２０は、本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに回転位置で挿入された図１８のＵＳＢ３．０ドングルを示す。この構成では、上部ＩＤチップを、図１６に示すように、マルチプレクサ１６５０に接続することができる。この接続によって、ドングルマルチプレクサにデータ信号をクロスするように指示することができる、すなわち、ドングル内のマルチプレクサにクロスモードで動作するように指示することができる。下部ＩＤチップは切断されていてもよい。図１６のマルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路は、ドングル又はアクセサリから識別情報を、ＡＣＣＩＤＢコンタクトを介して上部ＩＤチップから受信することができる。この構成では、電力はドングル又はアクセサリに供給されてもよい、或いは電力をドングル又はアクセサリから受信してもよい。具体的には、電力をドングル又はアクセサリに、コネクタインサート内で一緒に接続され得るＡＣＣＰＷＲコンタクトを介して供給することができる。或いは、電力をドングル又はアクセサリから、コネクタインサート内でそれと互いに接続され得るＰＩＮコンタクトを介して受信することができる。

１つ以上のチップに組み合わせることができるマルチプレクサＭＵＸ１、ＭＵＸ２、ＭＵＸ３、及びＭＵＸ４、ＩＤチップ、並びに認証チップは、ドングル、アクセサリ、又はその組み合わせに配置することができる。ＩＤチップはドングル又はアクセサリ、或いは両方を識別することができる。認証チップはドングル又はアクセサリ、或いは両方を識別することができる。

また、本発明の各種実施形態では、図１６のコネクタレセプタクル１１２はライトニングコネクタインサートを受け入れることができるようであってもよい。以下の図に、１つのそのようなインサートを示す。

図２１は、本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに挿入することができるライトニングコネクタを示す。このコネクタインサートは、上段のコンタクト２１１０及び下段のコンタクト２１２０を備えることができる。上段のコンタクト２１１０はアクセサリ識別コンタクトＡＣＣＩＤＴを備えることができ、これは識別チップと接続することができる。このコンタクトにはＵＳＢ差動対のＤＰ１Ｐ及びＤＰ１Ｎのためのコンタクトが続くことができる。上段のコンタクトは次に、アクセサリから電力を受信するのに用いることができるコンタクトＰＩＮ、及びアクセサリに電力を供給するために用いることができるコンタクトＡＣＣＰＷＲを備えることができる。ＵＡＲＴ信号用のコンタクト、ＤＰ２Ｎ及びＤＰ２Ｐが次にきてもよく、接地コンタクトがその後に続く。

下段のコンタクト２１２０は接地コンタクトを備えることができ、続いてＵＳＢ信号ピンがくることができ、これらは上段のコンタクト２１２０における対応するＵＳＢ信号ピンに、コネクトインサート内で接続することができる。アクセサリ識別コンタクトＡＣＣＩＤＢもまた、ＩＤチップに接触することができる。アクセサリから電力を受信するのに用いることができるコンタクトＰＩＮが続いてもよい。上段のコンタクト２１１０におけるＵＡＲＴコンタクトＤＰ２Ｎ及びＤＰ２Ｐにコネクトインサート内で接続することができるＵＡＲＴ信号コンタクトが次にくることができ、続いてアクセサリに電力を供給するのに用いることができるアクセサリ電力コンタクトＡＣＣＰＷＲがきてもよい。

また、このコネクタインサートは図１６のコネクタレセプタクル１１２に、回転又は非回転位置にて挿入することができる。以下の図に実施例を示す。

図２２は、本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに非回転位置で挿入される、図２１のコネクタインサートを示す。接続が検出されると、ＩＤデータをアクセサリから、アクセサリコンタクトＡＣＣＩＤＢを介して受信することができる。以前と同じように、電力をアクセサリにＡＣＣＰＷＲコンタクトを介して供給することができ、コネクタインサート内で一緒に接続可能である。或いは、電力をアクセサリから、コネクタインサート内でそれと互いに接続され得るＰＩＮコンタクトを介して受信することができる。

図２３は、本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクル内のマルチプレクサの動作を示す。示されるように、３つのマルチプレクサ、ＭＵＸ１、ＭＵＸ２、及びＭＵＸ３（まとめてマルチプレクサ１６５０）を、コネクタレセプタクル１１２内での下段１６２０のコンタクト上の信号を再順序付けするために用いることができる。コネクタインサートが回転されていない時は、上記の図２２のように、マルチプレクサＭＵＸ１、ＭＵＸ２、及びＭＵＸ３はそれぞれパススルーモードに設けられ、出力１６５２は再順序付けされない。このようにして、マルチプレクサ１６５０は、図２２に示すように、非回転コネクタインサートによって提供されている時はコンタクト１６２０上の信号を再順序付けしない。

図２４は、本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに回転位置で挿入された図２１のコネクタインサートを示す。接続が検出されると、図１６のマルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路は、コンタクトＡＣＣＩＤＢ上のアクセサリ識別情報を読み取ろうとすることができる。しかしながら、反転した接続では、ＡＣＣＩＤＢは電力接続であり得る。ＡＣＣＩＤＢコンタクト上でアクセサリ識別情報を読み取るのに失敗した後、マルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路は、ＡＣＣＰＷＲコンタクト上の識別情報を読み取ろうとすることができる。一度ＩＤデータが読み取られると、マルチプレクサ１６５０はコネクタインサートが回転方向で挿入されていることを判定することができる。このことで、マルチプレクサ１６５０はコネクタインサートの回転を修正するために必要な構成を判定することができる。

具体的には、図２２では、コネクタインサート内での下段のコンタクト２１２０は、コネクタレセプタクル１１２の下段のコンタクト１６２０における対応するコンタクトに信号を供給する。これらの信号の順序は、コネクタインサート上の上段のコンタクト２１２０がコネクタレセプタクル１１２内のコンタクト１６２０に信号を供給する図２４とは異なる。したがって、図１６に示すように、マルチプレクサ１６５０は図２４に供給するように信号を再調整して、図２２に供給されるように信号を一致させることができる。このようにして、ライトニングコネクタインサートがどの方向でコネクタレセプタクル１１２に挿入されていようと、同じ順序で信号をコア回路１６６０によって受信することができる。以下の図面で、図１６のマルチプレクサ１６５０の動作の実施例を示す。

図２５は、本発明の実施形態に係るコネクタレセプタクル内のマルチプレクサの動作を示す。示されるように、３つのマルチプレクサ、ＭＵＸ１、ＭＵＸ２、及びＭＵＸ３（まとめてマルチプレクサ１６５０）を、コネクタレセプタクル１１２内での下段１６２０のコンタクト上の信号を再順序付けするために用いることができる。信号が図２４に示すように回転されたコネクタインサートによって供給されている時、マルチプレクサＭＵＸ１、ＭＵＸ２、及びＭＵＸ３はそれぞれ、示すように、それらの信号を再順序付けしてマルチプレクサ１６５０の出力で出力１６５２を供給するようにクロスモードで配置することができる。また、コネクタインサートが回転されていない時は、図２２に示すように、マルチプレクサ１６５０はそれぞれパススルーモードに設けられて出力１６５２は再順序付けされない。この図面では、マルチプレクサ１６５０はコンタクト１６２０上の信号を、図２４に示すようにコネクタインサートが回転されている時に、図２２に示すように非回転コネクタインサートによって提供される信号と一致するように再順序付けすることができる。

また、本発明の実施形態では第２の種類のライトニングコネクタインサートを受け入れることができる場合がある。この種のコネクタインサートは、対称コネクタインサートと呼ぶことができる。この構成では、信号ピンは、コネクタインサートが回転又は非回転位置で挿入されたかどうかにかかわらず、同一の位置に留まることができる。以下の図に、そのようなコネクタインサートの実施例を示す。

図２６は、本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに挿入することができる別のライトニングコネクタインサートを示す。このコネクタインサートは、上段のコンタクト２５１０及び下段のコンタクト２５２０を備えることができる。上段のコンタクト２１１０は、識別チップに接続することができるアクセサリ識別コンタクトＡＣＣＩＤＴを備えることができる。このコンタクトにはＵＳＢ差動対のＤＰ１Ｐ及びＤＰ１Ｎのためのコンタクトが続くことができる。上段のコンタクトは次に、アクセサリから電力を受信するのに用いることができるコンタクトＰＩＮ、及びアクセサリに電力を供給ために用いることができるコンタクトＡＣＣＰＷＲを備えることができる。ＵＡＲＴ信号用のコンタクト、ＤＰ２Ｎ及びＤＰ２Ｐが次にくることができ、接地コンタクトがその後に続く。データコンタクトＤＰ１Ｐ及びＤＰ１Ｎ、更にＤＰ２Ｎ及びＤＰ２Ｐが、コネクタインサート内で下段のコンタクト２５２０上の対称的に配置されたコンタクトに接続することができる。ＡＣＣＰＷＲ及びＰＩＮコンタクトもまた、接続することができる。下段のコンタクト２５２０内のＡＣＣＩＤＢコンタクトもまた、ＩＤチップに接続することができる。

他のコネクタインサートと同様に、このコネクタインサートはコネクタレセプタクル１１２に非回転位置又は回転位置で挿入することができる。以下の図にこの実施例を示す。

図２７は、本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに非回転位置で挿入される、図２６のコネクタインサートを示す。接続が検出されると、ＩＤデータをＩＤチップから、アクセサリコンタクトＡＣＣＩＤＢを介して受信することができる。以前と同じように、電力をアクセサリにＡＣＣＰＷＲコンタクトを介して供給することができ、それらはコネクタインサート内で接続可能である。或いは、電力をアクセサリから、コネクタインサート内でそれと互いに接続され得るＰＩＮコンタクトを介して受信することができる。

図２８は、本発明の実施形態に係るライトニング信号経路内のマルチプレクサの動作を示す。示すように、３つのマルチプレクサ、ＭＵＸ１、ＭＵＸ２、及びＭＵＸ３（あわせてマルチプレクサ１６５０）を、コネクタレセプタクル１１２内にて下段１６２０のコンタクト上の信号を通過させるか再順序付けするのに用いることができ、出力１６５２として供給することができる。コネクタインサートが回転されていない場合、図２７に示すように、マルチプレクサ１６５０（ＭＵＸ１、ＭＵＸ２、及びＭＵＸ３）はそれぞれパススルーモードに設けることができ、出力２４１０は再順序付けされない。

図２９は、本発明の実施形態に係る、コネクタレセプタクルに回転位置で挿入された図２６のコネクタインサートを示す。接続が検出されると、図１６のマルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路は、コンタクトＡＣＣＩＤＢコンタクト上のアクセサリ識別情報を読み取ろうとすることができる。しかしながら、反転した接続では、ＡＣＣＩＤＢは電力接続であり得る。ＡＣＣＩＤＢコンタクト上でアクセサリ識別情報を読み取るのに失敗した後、マルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路は、ＡＣＣＰＷＲコンタクト上の識別情報を読み取ろうとすることができる。一度ＩＤデータが読み取られると、マルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路は、コネクタインサートが回転された方向で挿入されていることを判定することができる。このことで、マルチプレクサ１６５０に関連付けられる回路は、コネクタインサートの回転を修正するために必要な構成を判定することができる。

より具体的には、図２７では、コネクタインサート内での下段のコンタクト２５２０は、コネクタレセプタクル１１２の下段のコンタクト１６２０における対応するコンタクトに信号を供給することができる。これらの信号の順序は、コネクタインサート上の上段のコンタクト２５２０がコネクタレセプタクル１１２内のコンタクト１６２０に信号を供給することができる図２９とは異なる。したがって、図１６に示すように、マルチプレクサ１６５０は図２９に供給するように信号を再調整して、図２７に供給されるように信号を一致させることができる。このようにして、ライトニングコネクタインサートがどの方向でコネクタレセプタクル１１２に挿入されていようと、同じ順序で信号をコア回路１６６０によって受信することができる。以下の図面で、図１６のマルチプレクサ１６５０の動作の実施例を示す。

図３０は、本発明の実施形態に係るライトニング信号経路内のマルチプレクサの動作を示す。示すように、３つのマルチプレクサ、ＭＵＸ１、ＭＵＸ２、及びＭＵＸ３（あわせてマルチプレクサ１６５０）を、コネクタレセプタクル１１２内にて下段１６２０のコンタクト上の信号を再順序付けするのに用いて、出力１６５２として供給することができる。信号が図２９に示すように回転されたコネクタインサートによって供給される場合、マルチプレクサ１６５０（ＭＵＸ１及びＭＵＸ２）のデータマルチプレクサは、示すように、パススルーモードに配置することができる。つまり、コネクタインサート上のデータ信号がコネクタインサートで対称的に調整されているために、これらの信号をマルチプレクサ１６５０の出力で再順序付けする必要がない。アクセサリコンタクトＡＣＣＩＤＴ及びＡＣＣＰＷＲは、クロスモード構成に配置され得るマルチプレクサ１６５０内のＭＵＸ３によって再順序付けすることができる。コネクタインサートが回転していない場合、図２７に示すように、マルチプレクサ１６５０、ＭＵＸ１，ＭＵＸ２、及びＭＵＸ３はそれぞれパススルーモードに設置することができ、出力２４１０は再順序付けされない。このようにして、マルチプレクサ１６５０は、図２９に示すように、コネクタインサートが回転された時に、図２７に示すように非回転コネクタインサートによって供給される信号と一致するように、コンタクトＡＣＣＩＤＴ及びＡＣＣＰＷＲ上の信号を再順序付けすることができる。

本発明の各種実施形態では、コネクタレセプタクル及びコネクタインサートのコンポーネントは、各種材料で各種方法にて形成することができる。例えば、コンタクト及び他の導電部を、スタンピング、金属射出形成、機械加工、マイクロ機械加工、３Ｄプリンティング、又は他の製造方法によって形成することができる。導電部は、ステンレス鋼、鋼、銅、チタン銅、リン青銅、又は他の材料若しくは材料の組み合わせから形成することができる。これらはニッケル、金、又は他の材料でメッキするか被膜することができる。レセプタクル筐体、コンタクトパック、及び他の部分などの非導電部は、射出又は他の成形、３Ｄプリンティング、機械加工、又は他の製造方法を用いて形成することができる。非伝導性部は、シリコン、シリコーン、マイラー、マイラーテープ、ゴム、硬質ゴム、プラスチック、ナイロン、エラストマー、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、セラミック、又は他の非導電性材料若しくは材料の組み合わせから形成することができる。

本発明の実施形態は、ポータブルコンピューティング機器、タブレットコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、オールインワンコンピュータ、ウェアラブルコンピュータ機器、携帯電話、スマートフォン、メディアフォン、記憶装置、キーボード、カバー、ケース、ポータブルメディアプレーヤ、ナビゲーションシステム、モニタ、電源、アダプタ、リモコン機器、充電器、及び他の機器などの様々な種類の機器に位置して接続することができるコネクタレセプタクル及びコネクタインサートを提供することができる。これらのコネクタレセプタクル及びコネクタインサートは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、高品位マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ）、デジタルビジュアルインタフェース（ＤＶＩ）、イーサネット、ディスプレイポート、サンダーボルト、ライトリング、ジョイントテストアクショングループ（ＪＴＡＧ）、テストアクセスポート（ＴＡＰ）、誘導型自動ランダムテスト（ＤＡＲＴ）、汎用非同期送受信回路（ＵＡＲＴ）等の各種規格に準ずる信号、クロック信号、電力信号、及び、開発途中、又は将来的に開発される他の標準的、非標準的、並びに専有のインタフェース並びにその組み合わせのための経路を提供することができる。本発明の各種実施形態では、これらのコネクタレセプタクル及びコネクタインサートによって提供されるこれらの相互接続経路は、電力、グランド、信号、テストポイント、及び他の電圧、電流、データ、又は他の情報を伝達するために用いることができる。

本発明の実施形態に関する上述の説明は、実例及び説明の目的で提示されている。本発明を網羅し、或いは説明の通りの厳密な形態に限定することを意図するものではなく、上述の教示に照らして多くの改良及び変形が可能である。本発明の原理及びその実際的な応用を最良の形で説明し、それによって他の当業者が種々の実施形態で、及び想到される特定の用途に好適な種々の改良と共に本発明を最良な形で利用することを可能とするために、これらの実施形態を選択し説明した。それゆえ、本発明は、以下の特許請求の範囲内での、全ての変形例及び均等物を包含することを意図するものであることが理解されるであろう。

Claims (20)

1. コネクタレセプタクルを備える電子機器であって、前記コネクタレセプタクルは、
   上面に第１の複数のスロットを有し、底面に第２の複数のスロットを有する筐体と、
   前記筐体の前記第１の複数のスロット内に位置する、第１の接触筐体部に少なくとも部分的に取り囲まれる第１の複数のコンタクトと、
   前記筐体の前記第２の複数のスロット内に位置する、第２の接触筐体部に少なくとも部分的に取り囲まれる第２の複数のコンタクトと、
   前記筐体の上の上部シェル部であって、前記上部シェル部の前面から延伸する電磁コンタクトを含む、上部シェル部と、
   前記筐体の底面の下で、前記上部シェルの前面から延伸する電磁コンタクトを含む下部シェル部と、
   を含む、電子機器。
2. 前記第１の複数のコンタクトと前記上部シェル部との間に第１の絶縁層を、及び前記第２の複数のコンタクトと前記下部シェル部との間に第２の絶縁層を更に備える、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記コネクタレセプタクルが取り付けられる取付面と、前記電子機器のための機器エンクロージャとを更に備える、請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記取付面と、前記機器エンクロージャに電気的に接続される筐体を有する構造との間に接地経路を形成するための第１の導電性発泡体片を更に備える、請求項３に記載の電子機器。
5. 前記上部シェル部は深絞りプロセスを用いて形成される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の電子機器。
6. 各端に接触部を有するＵ字型ブラケットを更に備える、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の電子機器。
7. 前記ブラケットの前記接触部が、前記筐体の側面開口部に位置する、請求項６に記載の電子機器。
8. ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）３．０インタフェース用の信号を受信する上段のコンタクトと、
   ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）２．０インタフェース用の信号を受信する下段のコンタクトと、
   前記上段のコンタクトと連結される複数のスイッチと、
   前記下段のコンタクトと連結される複数のマルチプレクサと、
   を備える、コネクタレセプタクル。
9. ＵＳＢ２．０信号が存在する時に前記複数のスイッチが開いている、請求項８に記載のコネクタレセプタクル。
10. ＵＳＢ２．０信号が存在する時に電力を供給する第１の電源と、ＵＳＢ３．０信号が存在する時に用いられる第２の電源とを更に備える、請求項８または９に記載のコネクタレセプタクル。
11. 前記マルチプレクサは、前記下段のコンタクト上で受信された信号の順序を反転させることができる、請求項８ないし１０のいずれか一項に記載のコネクタレセプタクル。
12. 前記複数のスイッチに連結されるＵＳＢ３．０コントローラを更に備える、請求項８ないし１１のいずれか一項に記載のコネクタレセプタクル。
13. ＵＳＢ３．０コントローラを更に備え、前記複数のスイッチは前記上段のコンタクトと前記ＵＳＢ３．０コントローラとの間に連結される、請求項８ないし１１のいずれか一項に記載のコネクタレセプタクル。
14. 第１の複数のコンタクトパッド及び第２の複数のコンタクトパッドを含み、前記第２の複数のコンタクトパッドがケーブルの導電体に電気的に接続されるプリント配線基板と、
    前記プリント配線基板の少なくとも前面部の周りに設けられ、天面開口部及び底面開口部を有する筐体と、
    前記筐体の天面開口内にて、前記プリント配線基板の上面に位置する第１の成形コンタクトパックと、
    前記筐体の底面開口内にて、前記プリント配線基板の底面に位置する第２の成形コンタクトパックと、
    前記第１の成形コンタクトパック及び前記第２の成形コンタクトパック内にあり、前記プリント配線基板の前記第１の複数のコンタクトパッドと電気的に接続される、複数のコンタクトと、
    を備え、
    前記第１の成形コンタクトパック及び前記第２の成形コンタクトパックは、隣接するコンタクト間にエアギャップを設ける、コネクタインサート。
15. 各コンタクトが上部コンタクト部及び下部コンタクト部を更に含み、前記下部コンタクト部は前記上部コンタクト部と前記プリント配線基板の間にある、請求項１４に記載のコネクタインサート。
16. 各下部コンタクトは、対応する上部接続部に隣接する幅広部と、前記幅広部と前記プリント配線基板との間の狭小部と、を更に含む、請求項１５に記載のコネクタインサート。
17. 前記エアギャップは前記下部コンタクト部の狭小部の間に主に配置される、請求項１６に記載のコネクタインサート。
18. 前記天面開口部はオーバーモールドされ、前記プリント配線基板に隣接する前記第１の成形コンタクトパック上のリブパターンは、前記オーバーモールドが前記エアギャップを充てんするのをブロックする、請求項１４ないし１７のいずれか一項に記載のコネクタインサート。
19. コネクタレセプタクルが前記コネクタインサートとかみ合う時に、前記複数のコンタクトは、前記コネクタレセプタクル内の対応するコンタクトとかみ合う、請求項１４ないし１７のいずれか一項に記載のコネクタインサート。
20. 前記コンタクトは、前記第１の複数のコンタクトパッドにはんだ付けされ、前記ケーブルの前記導電体は、前記第２の複数のコンタクトパッドにはんだ付けされる、請求項１４ないし１９のいずれか一項に記載のコネクタインサート。