JP3241558U - コネクタ構造およびｕｓｂドングル - Google Patents

Abstract

【課題】良好なスペース効率で複数のコネクタを同時挿入できるコネクタ構造およびＵＳＢドングルを提供する。【解決手段】コネクタ構造は、プラグ７、１７とプラグ７、１７に接続されるソケット４と、を備えている。プラグ７、１７は、ケーブル端子６およびＵＳＢドングル１１にそれぞれ設けられている。ケーブル端子６は、コネクタ挿入方向Ｆに沿うプラグ中心線７Ｌを、ハウジング中心線８Ｌと一致させて、プラグハウジング８の前端面の幅方向Ｄの中心位置から扁平状のプラグ７を前方に突設させている。一方、ＵＳＢドングル１１は、プラグ１７が前端面１２ａの幅方向Ｄの中心から所定の寸法Ｐだけ一方にずらしてオフセット配設されたドングルハウジング１２を備えている。【選択図】図１

Description

本考案は、コネクタ構造およびＵＳＢ（Universal Serial Bus）ドングルに関する。

ＵＳＢ（登録商標）３．１規格とは、コンピュータの周辺機器インタフェースに係るものである。ＵＳＢ（登録商標）３．１規格におけるType-Cコネクタは、上下のいずれの向き（つまり、挿抜方向に対して垂直面において互いに反対となる２つの向きのうちのいずれの向き）でも正常に挿抜可能なコネクタである。ＵＳＢType-Cコネクタは、平坦な表裏面を有するほぼ円筒状の樹脂製のプラグハウジングを有していることが多い。プラグハウジングは、前端面から電気接点を有する扁平状の金属製のプラグ（雄型コネクタともいう、以下プラグと記す）を突設させている。

一方、電気製品あるいは情報機器等、電子機器側の筐体には、内部にソケット４（レセプタクル、雌型コネクタともいう、以下図1に示すようにソケット４ａ，４ｂとも記す）を有するコネクタ接続部に設けられている。筐体の側面部には、コネクタ接続部のソケットに対応して接続口が貫通形成されている。そして、ＵＳＢType-Cコネクタのプラグは、接続口に表裏逆差し可能に挿入された状態でソケットに接続されてデータ通信および給電が可能となる。

ＵＳＢType-Cコネクタは、接続ケーブルの端部に設けられるケーブル端子として用いる際、ＵＳＢType-Aコネクタ等と比べてプラグハウジングのサイズを小型とすることができる。たとえば、ノートパソコンやタブレットなど、筐体の側面部にコネクタ接続部を設けているものがある。このようなものでは、挿入された二つのケーブル端子がお互いに干渉しないように一対の接続口の間隔を近づけてスペース効率を向上させている。

ＵＳＢType-C Cable and Connector Specification Release ２.２ https://www.usb.org/document-library/usb-type-cr-cable-and-connector-specification-release-22

また、ＵＳＢType-Cコネクタは、スティック型ＳＳＤ（Solid State Drive）やＵＳＢメモリなどのストレージ用ドングル、Wi-FiやBluetooth等の通信用ドングルなどに採用されている。また、ＵＳＢType-Cコネクタは、様々な拡張機器のプラグ端子としても採用されている。ドングルは、内部に基板等の電子部品を収容しているため、外形寸法がケーブル端子と比較して大型となることが多い。このため、小型なケーブル端子の大きさを基準として接続口の間隔寸法が設定されていると、ドングルが隣に挿入されている他のコネクタに干渉して同時に挿入できない。したがって、さらなる改良の余地があった。

この考案は、良好なスペース効率で複数のコネクタを同時挿入できるコネクタ構造を提供することを目的としている。

本考案のコネクタ構造およびＵＳＢドングルは、プラグが前端面の中心からオフセットして配設されているハウジングを備える。

本考案によれば、良好なスペース効率で複数のコネクタを同時挿入できるコネクタ構造およびＵＳＢドングルが提供される。

本考案の実施形態のコネクタ構造で、タブレットの隣接する接続口にＵＳＢType-Cコネクタを有するケーブル端子およびドングルをそれぞれ挿入した斜視図である。 ケーブル端子およびドングルが接続口に挿入されている状態の平面図である。 ケーブル端子またはドングルが各接続口に表裏逆差し状態で挿入されている様子を示す平面図である。 二つのドングルが各接続口にそれぞれ表裏逆差し状態で挿入されている様子を示す平面図である。

以下、本考案の一実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図１では、ノートパソコン（電子機器）１の筐体１ｂのうちキーボード１ａが図の手前上側に、反対側の裏面が図の奥下側に、それぞれ向けられていてノートパソコン１の筐体右側の側面部１ｃの一部が示されている。ノートパソコン１には、液晶部１ｄがヒンジによって開閉自在に設けられている。
実施形態では、理解の容易化の為、ノートパソコン１の側面部１ｃに対して垂直なコネクタ挿入方向Ｆ（ノートパソコン１の左右方向Ｗと同じ）を基準として説明する。ここでは、横長長方形状の側面部１ｃのうち長手方向を幅方向Ｄと、側面部１ｃの短手方向（ノートパソコン１の筐体１ｂの厚み方向）を上下方向Ｈと、それぞれ定義する。

本実施形態のコネクタ構造は、通信可能な規格であるＵＳＢType-Cコネクタ規格に準拠するプラグ（差込側端子）７と、プラグ７に接続されるソケット（受け側端子）４と、を備えている。プラグ７は、ケーブル端子６およびＵＳＢドングル１１にそれぞれ設けられている。一方、ソケット（受け側端子）４は、ノートパソコン１のコネクタ接続部３に複数、設けられている。

ノートパソコン１は、筐体１ｂの側面部１ｃの内側に基板（図示せず）と接続されたコネクタ接続部３を収容している。コネクタ接続部３は、一対のソケット４ａ，４ｂを幅方向Ｄに並べて固定している。それぞれのソケット４ａ，４ｂは、プラグ７が挿抜されるコネクタ挿入方向Ｆをノートパソコン１の左右方向Ｗに沿わせて、ソケット４ａのソケット中心線４１ａと、ソケット４ｂのソケット中心線４１ｂとを幅方向Ｄに所定の寸法Ｄ１だけ離間している。

また、筐体１ｂの側面部１ｃには、それぞれのソケット４ａ，４ｂに対応する位置に一対の接続口２ａ，２ｂが面外方向へ貫通形成されている。各接続口２ａ，２ｂは、長手方向を幅方向Ｄに沿わせた長円形状を呈して上下方向Ｈで同じ高さ位置に形成されている。
それぞれの接続口２ａ，２ｂには、プラグ７がコネクタ挿入方向Ｆに沿って挿入されてソケット４ａ，４ｂに接続されることにより挿入状態となる。

一方、ケーブル端子６は、比較的小型で主に接続ケーブル１０の端部に設けられた樹脂製のプラグハウジング（ハウジング、モールド、ケーブル持ち手ともいう）８内で接続ケーブル１０と接続されている。そして、コネクタ接続部３のソケット中心線４１ａ，４１ｂの離間距離は、所定の寸法Ｄ１である。寸法Ｄ１は、二つのケーブル端子６を幅方向Ｄに並べてそれぞれ接続口２ａ，２ｂに同時に挿入しても、隣り合うケーブル端子６のプラグハウジング８同士がお互いに干渉しないように設定されている。寸法Ｄ１は、ケーブル端子６のプラグハウジング８の幅方向の寸法Ｄ２よりも大きい。例えばアップル社のMacBook（登録商標）に設けられたＵＳＢType-Cコネクタの寸法Ｄ１は、プラグ７の幅方向Ｄの幅の寸法Ｄ４の約２倍である。

ケーブル端子６は、プラグハウジング８の前面における幅方向Ｄの中心位置から扁平状のプラグ７を前方に突設させている。また、コネクタ挿入方向Ｆに沿う中心線としてのプラグ中心線７Ｌは、ハウジング中心線８Ｌと一致している。さらに、プラグハウジング８は、上下方向Ｈの両側面をそれぞれ平坦としてハウジング中心線８Ｌを挟んで左右対称の略長円筒状を呈している。プラグハウジング８の幅方向Ｄの寸法Ｄ２は、プラグ７の幅方向Ｄの幅の寸法Ｄ４よりも大きい。寸法Ｄ２は、ソケット中心線４１ａ，４１ｂの離間距離の寸法Ｄ１よりも小さい。これにより、２本のケーブル端子６のプラグ７を、それぞれソケット４ａ，４ｂに同時に挿入可能である。

そして、ケーブル端子６は、ノートパソコン１の側面部１ｃに挿入された状態で、ハウジング中心線８Ｌをソケット中心線４１ｂと一致させて、プラグ７とソケット４ｂとの間が接続される。ＵＳＢType-Cコネクタ規格のコネクタ構造では、複数の信号線、電力供給線、および極性判定線が適宜接続されて、表裏いずれでソケット４ａ，４ｂに挿入されてもデータの送受信（通信）および電力供給を可能としている。

また、実施形態のＵＳＢドングル１１は、ＵＳＢType-Cコネクタ規格に準拠する扁平状のプラグ１７を備えている。ＵＳＢType-Cコネクタ規格は、ケーブル端子６のプラグ７と同様に、表裏いずれでソケット４ａ，４ｂに挿入しても通信および電力供給可能となる規格である。ＵＳＢドングル１１は、プラグ１７が前端面１２ａに配設されたドングルハウジング１２を備えている。プラグ１７は、ドングルハウジング１２の幅方向の中心から所定の寸法Ｐ（所定距離）だけずらしてオフセット配設（以下、オフセットとも記す）されている。さらに、実施形態のＵＳＢドングル１１は、ドングルハウジング１２の後端面１２ｂに他の電子機器と接続可能な拡張インタフェース部１３を設けている。

ドングルハウジング１２は、ほぼ直方体で、内部に電子部品１５ｂが実装される基板１５ａなどのデバイス１５を収容している。このため、ドングルハウジング１２の外形は、デバイス１５の大きさに準じて比較的大型となる。ドングルハウジング１２の幅方向Ｄの寸法Ｄ３は、自身のプラグ１７の幅方向の寸法Ｄ４および、寸法Ｄ１と比べて広い。

また、プラグ１７は、ドングルハウジング１２の内部に収容されている基板１５ａ等と電気的に接続されている。実施形態のプラグ１７は、短辺の前縁部からコネクタ挿入方向Ｆへ突設している。プラグ１７のプラグ中心線１７Ｌは、ドングルハウジング１２の長辺と平行であり、かつ一辺としての奥側の長辺から寸法Ｄ５の距離である。この寸法Ｄ５は、ソケット中心線４１ａ，４１ｂの離間距離の寸法Ｄ１の二分の一よりも小さい。よって、図４に示すように、２つのプラグ１７の一方を裏返すことで、ソケット４ａ，４ｂに同時に挿入可能である。例えば寸法Ｄ５は、プラグ１７の幅方向の寸法Ｄ４よりも小さい。プラグ中心線１７Ｌは、ドングルハウジング１２のハウジング中心線１２Ｌから幅方向Ｄの一方へ所定の寸法Ｐだけオフセットしている。
そして、プラグ１７は、幅方向Ｄでドングルハウジング１２の前端面１２ａのハウジング中心線１２Ｌの位置から所定の寸法Ｐだけ中心線としてのプラグ中心線１７Ｌをオフセットした位置から突設している。

また、拡張インタフェース部１３は、ドングルハウジング１２の後端面１２ｂの幅方向Ｄ中心から後方に向けて設けられている。拡張インタフェース部１３は、ドングルハウジング１２の内部に収容されている基板１５ａなどのデバイス１５と電気的に接続されている。そして、拡張インタフェース部１３は、図示しない他のケーブル端子等に接続されて他の電子機器との間でデータの送受信（通信）を可能としている。

図２は、ケーブル端子６のプラグ７およびＵＳＢドングル１１のプラグ１７がコネクタ接続部３に設けられたそれぞれのソケット４ａ，４ｂに接続されて、ノートパソコン１の側面部１ｃに同時に挿入されている状態を示している。
図２中、仮想線で示すＵＳＢドングル２１は、ドングルハウジング１２の前端面１２ａにおいて幅方向Ｄの中心位置にプラグ１７が突設している。寸法Ｄ３/２+Ｄ２/２が寸法Ｄ１よりも大きい場合、ＵＳＢドングル２１が両隣に挿入される他のケーブル端子６に干渉してしまう。
このため、たとえばＵＳＢメモリやＳＳＤ等を内蔵するＵＳＢドングル２１は、隣のコネクタに接続されているケーブル端子６またはデバイス(USBメモリ、スティック型SSD)等と、同時に挿入できない。このように、ＵＳＢドングル２１とケーブル端子６のうち一方の使用を断念する必要ある。特にUSB Power PD仕様のデバイスでは、使用中に電源ケーブルが抜かれることとなり、利便性が低下してしまう。

これに対して、実施形態のコネクタ構造が採用されるＵＳＢドングル１１は、幅方向Ｄにて、プラグ中心線１７Ｌをドングルハウジング１２のハウジング中心線１２Ｌから何れか一方の側辺方向にオフセットしている。
このため、ケーブル端子６の隣にＵＳＢドングル１１を挿入する際、ドングルハウジング１２のハウジング中心線１２Ｌは、隣に挿入される他のケーブル端子６から離間する。そして、プラグ中心線１７Ｌからドングルハウジング１２の奥側の長辺までの寸法Ｄ５は、ソケット中心線４１ａ，４１ｂの離間距離の寸法Ｄ１の二分の一よりも小さい。したがって、ＵＳＢドングル１１は、他のケーブル端子６などのデバイスにドングルハウジング１２を干渉させることなく同時に挿入できる。
特に、USB Power PD仕様のデバイスを使用中に抜く必要がなくなり、複数のデバイスに対してデータの送受信（通信）および電力供給を行える。このため、必要なデバイスを同時に機能させることが可能となり、利便性を向上させることができる。

図３では、ケーブル端子６がソケット４ａに挿入され、ＵＳＢドングル１１が、図２に対して裏返しの状態でソケット４ｂに挿入されている。このような配置では、ＵＳＢドングル１１を表裏逆差しとすることによりケーブル端子６と幅方向Ｄに並べて同時に挿入できる。
ＵＳＢドングル１１のプラグ１７は、ＵＳＢType-C規格に準拠している。このため、図２で用いた同じＵＳＢドングル１１は、裏返してソケット４ｂに表裏逆差ししてもデータ通信および給電が可能である。
また、プラグ中心線１７Ｌは、ハウジング中心線１２Ｌから図２とは幅方向Ｄで逆方向にオフセットしている。このため、図３のようにＵＳＢドングル１１を表裏逆差しとすると、ハウジング中心線１２Ｌをケーブル端子６から離間させることができる。
したがって、ＵＳＢドングル１１は、図３のように幅方向Ｄで逆になるように挿入位置を入れ替えも、隣に挿入される他のケーブル端子６等に干渉することなく同時に挿入可能である。

図４は、それぞれの接続口２ａ，２ｂに表裏逆差しとされた二つのＵＳＢドングル１１ａ，１１ｂを幅方向Ｄに並べて挿入している。
図４では、図２，３と同様に、それぞれのＵＳＢドングル１１ａ，１１ｂのプラグ中心線１７１ａ，１７１ｂは、ハウジング中心線１２１ａ，１２１ｂからオフセットされている。ＵＳＢドングル１１ａのプラグ中心線１７１ａからドングルハウジング１２の奥側の長辺までの寸法Ｄ５は、ソケット中心線４１ａ，４１ｂの離間距離の寸法Ｄ１の二分の一よりも小さい。ＵＳＢドングル１１ｂのプラグ中心線１７１ｂからドングルハウジング１２の手前側の長辺までの寸法Ｄ５は、ソケット中心線４１ａ，４１ｂの離間距離の寸法Ｄ１の二分の一よりも小さい。これによりＵＳＢドングル１１ａ，１１ｂは、干渉することなく同時にソケット４ａ，４ｂに挿入可能である。

上述してきたように、実施形態のコネクタ構造は、図１に示すように、表裏いずれでソケット４ａ，４ｂに挿入しても通信可能な規格に準拠した扁平状のプラグ１７を備える。また、コネクタ構造は、プラグ１７が前端面１２ａの中心からオフセットして配設されているハウジングとしてのドングルハウジング１２を備える。このため、実施形態のコネクタ構造は、図２～図４に示すように良好なスペース効率で複数のコネクタを様々な配置で同時に挿入できる。

詳しくは、ソケット４ａに接続されるプラグ１７のプラグ中心線１７Ｌは、ドングルハウジング１２のハウジング中心線１２Ｌから幅方向Ｄの一方へ所定の寸法Ｐ、オフセットされている。
このため、ハウジング中心線１２Ｌは、隣に挿入される他のケーブル端子６から離間する。したがって、ＵＳＢドングル１１は、他のケーブル端子６にドングルハウジング１２を干渉させることなく、隣合わせで同時に挿入することができる。

これにより、ＵＳＢドングル１１は、ドングルハウジング１２の幅方向Ｄの寸法Ｄ３がプラグ１７の幅方向の寸法Ｄ２よりも幅広いデバイスであっても、他のデバイスと干渉させることなく隣合わせで同時に挿入可能となる。
実施形態では、プラグ中心線１７Ｌを基板１５ａの幅方向Ｄの一方の長辺と平行でかつ、近接方向へ偏らせて短辺の前縁部からプラグ１７を突設している。これにより、プラグ中心線１７Ｌは、ハウジング中心線１２Ｌから所定の寸法Ｐ、プラグ１７の接続位置を変更するだけで容易にオフセットできる。このため、電子部品１５ｂが実装される基板１５ａなどのデバイス１５の配置や大きさを変更することなく、そのまま所望の機能を発揮させることができる。

さらに、比較的小型なケーブル端子６の大きさを基準として接続口２ａ，２ｂの間隔寸法を設定することが出来、コネクタ接続部３側の設計の自由度が向上する。特にノートパソコンやタブレットなど、厚さ方向（上下方向Ｈ）が小さく、筐体１ｂの側面部１ｃのスペースに限りのある機器であっても、複数の接続口２ａ，２ｂをコンパクトに纏めて配置できる。このため、スペース効率が良好なコネクタ構造が提供される、といった実用上有益な作用効果を発揮することができる。

また、プラグ１７は、ＵＳＢType-C規格に準拠していて、ＵＳＢType-A規格等の他の規格のプラグと比較して小型である。このため、ソケット中心線４１ａ，４１ｂ間の寸法Ｄ１を減少させて隣り合う接続口２ａ，２ｂの間隔を近づけることにより、さらにスペース効率を向上させることができる。

さらに、ＵＳＢドングル１１は、表裏いずれでソケット４ａ，４ｂに挿入しても通信可能な規格に準拠した扁平状のプラグ１７を備えている。またＵＳＢドングル１１は、プラグ１７が前端面１２ａの中心から所定の寸法Ｐ（所定距離）だけずらして配設されているドングルハウジング１２を備えている。
このように構成されたＵＳＢドングル１１は、挿入可能なコネクタを増大させることができる。
また、隣のコネクタを外して排他的に使用しなければならないケースを減少させることができる。特に、USB Power PD仕様のデバイスを使用中に抜く必要がなくなり、複数のデバイスに対してデータの送受信（通信）および電力供給を行える。このため、必要なデバイスを同時に機能させることが可能となり、利便性を向上させることができる。

特に実施形態のＵＳＢドングル１１は、ストレージ用ドングルや、通信用ドングルなどは、機能を省略すること困難である。実施形態のＵＳＢドングル１１は、ドングルハウジング１２内部の電子部品１５ｂが実装されている基板１５ａを小型化することができないデバイス１５に用いて好適である。

本考案は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本考案を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば、以下のようなものである。

実施形態では、プラグとしてＵＳＢType-C規格を採用するものを例示して説明してきたが、特にこれに限らない。例えば、リバーシブルmicroＵＳＢケーブルの端子やライトニングケーブルの端子として用いられるプラグであってもよい。すなわち、表裏逆差し可能とするリバーシブル嵌合インタフェースのプラグであればどのような種類のプラグであってもよい。

さらに、実施形態では、電子機器としてノートパソコン１を用いたものを示して説明してきたが特にこれに限らない。例えばタブレット端末やスマートフォンなどの情報機器、或いはスマートテレビやスマートオーディオなどの映像音響機器、ＵＳＢハブやルータなどのネットワーク機器等、他の種類の電子機器であってもよい。すなわち、複数の接続口を隣接配置するコネクタ接続部を備えるものであればよく、電子機器の種類や筐体の形状、数量および材質が特に本実施形態に限定されるものではない。

また、プラグハウジングは、ドングルのハウジングに限定されるものではなく、接続ケーブルなどのケーブル端子に用いられるプラグハウジングであってもよい。さらにドングルは、スティック型ＳＳＤ（Solid State Drive）やスライド式ＵＳＢメモリなどのストレージ用ドングルなどであってもよい。また、ドングルは、Wi-FiやBluetooth等の通信用ドングル、インタフェース変換用ドングル、暗号キーを備えたプロテクトドングルなどであってもよい。すなわち、接続口に挿入されて特定の機能を提供するものであればよく、機能の種類や筐体の形状、数量および材質が特に実施形態のドングルに限定されるものではない。

さらに実施形態のドングルには、拡張インタフェース部１３が設けられているが、複数以上あるいは、設けられていなくてもよい。すなわち、拡張インタフェース部１３およびこれに接続される機器の機能や形状、数量および材質が特に限定されるものではない。

４ ソケット
７ プラグ
８ プラグハウジング（ハウジング）
１２ ドングルハウジング（ハウジング）
１２ａ 前端面

Claims (6)

1. プラグが前端面の中心からオフセットして配設されているハウジングを備える、ことを特徴とするコネクタ構造。
2. 前記プラグは、表裏いずれでソケットに挿入しても通信可能な規格に準拠したプラグである、ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ構造。
3. 前記プラグの中心線から前記ハウジングの幅方向の一辺までの寸法は、前記プラグの幅よりも狭い、ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ構造。
4. 前記プラグは、ＵＳＢType-C規格に準拠している、ことを特徴とする請求項２または３記載のコネクタ構造。
5. 表裏いずれでソケットに挿入しても通信可能な規格に準拠したプラグと、
   前記プラグが前端面の中心から所定距離だけずらして配設されているハウジングと、を備える、ことを特徴とするＵＳＢドングル。
6. 前記プラグの中心線から前記ハウジングの幅方向の一辺までの寸法は、前記プラグの幅よりも狭い、ことを特徴とする請求項５に記載のＵＳＢドングル。

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