JP5598941B2 - Ｕｓｂプラグ、該ｕｓｂプラグに接続されたｐｃｂ、及びｕｓｂ装置 - Google Patents

Description

この出願は、「ＵＳＢ ＣＯＮＮＥＣＴＯＲ， ＰＣＢ ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ ＴＨＥＲＥＴＯ， ＡＮＤ ＵＳＢ ＤＥＶＩＣＥ」とのタイトルを有する、２０１０年１２月３日に中国特許庁に提出された中国特許出願第２０１０１０５９０７３１．８号の優先権を主張しており、その全体を参照することによって、本願明細書に組み込まれる。

本願発明の実施形態は、端末技術に関し、特に、ＵＳＢコネクタ、ＵＳＢコネクタに接続されたＰＣＢ、及びＵＳＢ装置に関する。

数年の開発後、ヘッドセット、データカード、携帯スマートフォン、及び同様のものを含むワイヤレス端末製品は、多様化している。それらの製品は、共通の形態を有する。すなわち、インターフェースは通常、コンピュータとの通信のために確保されている。最も広範囲にわたって使用されたインターフェースは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェースである。特に、データカードは主に、コンピュータによって電力を供給し、コンピュータとデータを交換する。データカードの電力供給及びデータインタラクション（ｄａｔａ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）は、ＵＳＢインターフェースを使用することによって実施される。

図１は、先行技術におけるＵＳＢコネクタの概略的構造図である。図１に示されるように、ＵＳＢコネクタの上部表面及び下部表面はそれぞれ、２つの貫通孔１１を有する。それらの４つの貫通孔１１の位置は、ソケット上の４つのばねに対応する。ＵＳＢコネクタがソケットに接続された場合に、ソケットの上部表面及び下部表面上の４つのばねは、コネクタの４つの孔内に正しく挿入され、それによって、コネクタ及びソケットは完全に接続されていない。ＵＳＢコネクタが通常挿入される場合、コネクタ及びソケットの側面における２つのばねのみが接触されることが保証される場合がある。それらの２つの接触は、高速のデータ伝送の場合におけるポート断絶（ｐｏｒｔ ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を容易に引き起こす。さらに、接触が不十分であるので、接触インピーダンスが発生し、多くの干渉信号がデジタル信号の高速伝送において発生する。それらの干渉信号は、通常の通信に影響を与える。

さらに、ＵＳＢコネクタがプリント回路基板（ＰＣＢ）に接続される場合、ＵＳＢコネクタは、ＵＳＢコネクタ上のインライン溶接脚部１２を通じてＰＣＢ上のソケット内に挿入される。図１に示されるように、凹部１３は、ＵＳＢコネクタの側面エンクロージャとインライン溶接脚部との間に存在する。凹部１３の存在に起因して、ＵＳＢコネクタは、ＰＣＢと完全に接触することができない。さらに、図１における接触表面及び接触表面によって示さるようなＰＣＢと接触するＵＳＢコネクタ上の表面は、プラスチックから製造されており、それによって、ＵＳＢコネクタは、ＰＣＢと適切に接触することができない。

先行技術におけるＵＳＢコネクタの前述の設計に起因して、ＵＳＢコネクタは、ソケット及び／又はＰＣＢと完全に接触することができず、接触インピーダンスを発生させ、デジタル信号の高速伝送の場合における干渉を発生させ、それに故に、システムの通常の操作に影響を与える。

本願発明の実施形態は、ＵＳＢデータ伝送における干渉を減少させ、且つシステム性能を増加させるための、ＵＳＢコネクタと、ＵＳＢコネクタに接続されたＰＣＢと、ＵＳＢ装置とを提供する。

一の態様において、本願発明の実施形態は、金属表面を含むＵＳＢコネクタであって、前記金属表面には、ソリッド金属部分（ｓｏｌｉｄ ｍｅｔａｌ ｐａｒｔ）がソケットのばねに対応する位置に設けられており、それによって、前記ＵＳＢコネクタが前記ソケット内に挿入された後で、前記ばねが前記ソリッド金属部分と接触する、ＵＳＢコネクタを提供する。

他の態様において、本願発明の実施形態は、インライン溶接脚部を含むＵＳＢコネクタであって、前記ＵＳＢコネクタがＰＣＢに接続された場合、前記ＵＳＢコネクタ上の前記インライン溶接脚部と同じ側に位置した金属エンクロージャが、前記ＰＣＢと完全に接触すること、及び、前記ＰＣＢと接触する前記ＵＳＢコネクタ上の表面が、金属表面であること、の少なくとも１つの条件を満たすＵＳＢコネクタを提供する。

さらなる他の態様において、本願発明の実施形態は、ＵＳＢコネクタに接続するように構成されたＰＣＢであって、ＵＳＢデータ伝送において調波（ｈａｒｍｏｎｉｃ ｗａｖｅｓ）を抑制する（ｓｕｐｐｒｅｓｓ）ように構成された抑制回路を含む、ＰＣＢを提供する。

本願発明の実施形態は、前述のＵＳＢコネクタ及び／又はＰＣＢを含むＵＳＢ装置を提供する。

上記の技術的解決方法によれば、本願の実施形態におけるＵＳＢコネクタ、前記ＵＳＢコネクタに接続されたＰＣＢ、及び、ＵＳＢ装置は、貫通孔を置換するために金属表面上のソリッド金属部分を使用しており、それによって、ＵＳＢコネクタとソケットとの間の完全な接続を確実にし、且つ干渉を減少させる。また、本願の実施形態におけるＵＳＢコネクタ、前記ＵＳＢコネクタに接続されたＰＣＢ、及び、ＵＳＢ装置は、インライン溶接脚部と同じ側に位置した金属エンクロージャの凹部を延在し、それによって、ＵＳＢコネクタがＰＣＢに接続される場合に、ＵＳＢコネクタ上のインライン溶接脚部と同じ側に位置した金属エンクロージャは、ＰＣＢと完全に接触しており、それによって、ＵＳＢコネクタとソケットとの間の接触の妥当性を増加させ、且つ干渉を減少させる。さらに、本願の実施形態におけるＵＳＢコネクタ、前記ＵＳＢコネクタに接続されたＰＣＢ、及び、ＵＳＢ装置は、ＰＣＢと接触するＵＳＢコネクタの表面として金属表面を使用しており、それによって、妥当性を増加させ、且つ干渉を減少させる。また、本願の実施形態におけるＵＳＢコネクタ、前記ＵＳＢコネクタに接続されたＰＣＢ、及び、ＵＳＢ装置は、ＰＣＢにおける抑制回路を配置し、それによって干渉を抑制する。

本願発明の実施形態における技術的解決方法又は先行技術をより明確に記載するために、以下の簡単な記載は、実施形態又は先行技術を記載するために必要とされる添付図面を紹介している。以下の説明における添付図面は、本願発明のいくつかの実施形態を明確に示しており、当業者は、創作的な工夫をすることなく、それらの添付図面から他の図面を導き出すことができる。

先行技術のＵＳＢコネクタの概略的構造図である。 本願発明の第１の実施形態によるＵＳＢコネクタの概略的構造図である。 本願発明の第２の実施形態によるＵＳＢコネクタの概略的構造図である。 本願発明の第３の実施形態によるＵＳＢコネクタの概略的構造図である。

本願発明の実施形態の目的、技術的解決方法、及び利点をよりわかりやすくするために、以下の記載は、本願発明の実施形態における添付図面と関連して、本願発明の実施形態における技術的解決方法を明確且つ完全に記載する。明確には、記載された実施形態は単に、本願発明の全ての実施形態というよりむしろ一部である。創作的な工夫をすることなく、本願発明の実施形態に基づいて当業者によって得られた全ての他の実施形態は、本願発明の技術的範囲内に属しているであろう。

図２は、本願発明の第１の実施形態によるＵＳＢコネクタの概略的構造図である。図３は、本願発明の第２の実施形態によるＵＳＢコネクタの概略的構造図である。図２及び図３で図示された視覚的角度は、異なっている。

図２又は図３に示されるように、ＵＳＢコネクタとソケットとの間の接触の妥当性を増加させるために、本願発明の実施形態は、以下の技術的解決方法を提供する。

ＵＳＢコネクタは金属表面を含み、該金属表面には、ソケットのばねに対応する位置にソリッド金属部分（ｓｏｌｉｄ ｍｅｔａｌ ｐａｒｔ）４が設けられており、それによって、ＵＳＢコネクタがソケット内に挿入された後で、ばねがソリッド金属部分４と接触する。

さらに、ソケット上のばねの過度のひずみを避けるために、ソリッド金属部分４は、金属凹部となるように設けられてもよい。

図１に示されるように、貫通孔１１は、先行技術におけるソケットのばねに対応する位置に設けられるが、当該貫通孔は、ＵＳＢがソケットと完全に接触することを確実にしない場合がある。ＵＳＢコネクタとソケットとの間の接触を増加させるために、実施形態において、本来の貫通孔は、金属で遮断される。すなわち、図２又は図３に示されるように、実施形態において、金属部分４は、本来の貫通孔の位置に設けられており、それによって、ＵＳＢコネクタはソケットと適切に接触する。ばねの過度のひずみを避けるために、且つ、ソケットの使用可能寿命を長くするために、金属部分４は、周囲金属より当該金属部分を短くするように設けられる場合があり、すなわち、当該金属部分は、凹部形状で存在するように設けられる場合がある。

実施形態において、本来の貫通孔部分は、金属部分となるように設けられており、それによって、ＵＳＢコネクタは、ソケットと完全に接触し、それによって、不十分な接触に起因する干渉を避ける。

図２又は図３に示されるように、ＵＳＢコネクタとソケットとの間の接触を増加させるために、本願発明の実施形態は、以下の技術的解決方法を提供する。

ＵＳＢコネクタは、少なくとも１つの以下の条件を満たす。
ＵＳＢコネクタがＰＣＢに接続される場合に、インライン溶接脚部と同じ側に位置した金属エンクロージャがＰＣＢと完全に接触すること、及び、
ＰＣＢと接触するＵＳＢコネクタ上の表面が金属表面であること。

特に、図１に示されるように、先行技術におけるＵＳＢコネクタでは、凹部１３がインライン溶接脚部と同じ側に位置した金属エンクロージャ上に存在する。凹部の存在に起因して、ＵＳＢコネクタはＰＣＢに完全に接続されることができない。実施形態において、ＵＳＢコネクタがＰＣＢと完全に接触することを可能にするために、本来の凹部１３の位置における金属は延在されており、それによって、ＵＳＢコネクタがＰＣＢに接続される場合に、金属エンクロージャがＰＣＢと完全に接触する。すなわち、図２又は図３に示されるように、実施形態において、本来の凹部は延在されており、それによって、ＵＳＢコネクタがＰＣＢに接続される場合に、凹部の金属エンクロージャ１の高さがＰＣＢと完全に接触する。例えば、図１に示されるように、本来の凹部１３の高さは、凹部１３の内側におけるプラスチックの高さより低い。しかしながら、本願発明の実施形態において、図２又は図３に示されるように、凹部１が延在されており、凹部１の高さが凹部１３の内側におけるプラスチックの高さに等しい。この方法において、凹部は、ＵＳＢコネクタがＰＣＢに接続される場合に、ＰＣＢと完全に接触することができる。

さらに、実施形態において、本来の接触表面は、金属表面となるように設けられており、すなわち、図２に示されるように、ＰＣＢと接触するＵＳＢコネクタ上の接触表面２及び接触表面３は、金属表面となるように設けられる。

実施形態において、本来の凹部は延在され、及び／又は、接触表面は金属表面となるように設けられ、それによって、ＵＳＢコネクタはＰＣＢと完全に接触することができ、それによって、不十分な接触に起因する干渉を避ける。

上記のものは、ＵＳＢコネクタがソケットに接続されるシナリオ、及び、ＵＳＢコネクタがＰＣＢに接続されるシナリオである。ＵＳＢコネクタの改良が、前述の２つのシナリオを組み合わせることによって生じる場合があることは、理解可能である。

前述の設計は、ＵＳＢコネクタとソケットとの間の接触、又は、ＵＳＢコネクタとＰＣＢとの間の接触を改善する場合がある。干渉をさらに改善するために、抑制回路（ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ）が、ＰＣＢに設けられてもよい。

図４は、本願発明の第３実施形態によるＰＣＢの概略的構造図である。図４に示されるように、この実施形態におけるＰＣＢは、ＵＳＢデータ伝送における調波を抑制するように構成された抑制回路を含む。

図４に示されるように、ＵＳＢコネクタがＰＣＢに入力する電圧は、（図４の左側に示されるように）Ｄ＋及びＤ−を含む。先行技術において、Ｄ＋及びＤ−は、（図４の右側に示されるように）ＰＣＢ上の構成要素に直接的に設けられている。この実施形態において、干渉を抑制するために、図４に示されるコンデンサ及び誘導子を含む抑制回路が加えられる。

この実施形態において、抑制回路は、ＵＳＢ２．０のデータ伝送における９６０ＭＨｚの調波を抑制してもよく、ＵＳＢ干渉信号の放射を低減してもよい。

特に、図４に示されるように、この実施形態における抑制回路は、ＵＳＢコネクタによる第１の電圧入力（Ｄ＋）に対応する電圧ラインに接続される第１のコンデンサ４１及び第１の誘導子４２であって、並列接続とされる第１のコンデンサ４１及び第１の誘導子４２と、ＵＳＢコネクタによる第２の電圧入力（Ｄ−）に対応する電圧ラインに接続される第２のコンデンサ４３及び第２の誘導子４４であって、並列接続とされる第２のコンデンサ４３及び第２の誘導子４４と、を含む。並列接続における第１のコンデンサ４１の一方の端部と第１の誘導子４２の一方の端部とは、第３のコンデンサ４５に接続されている。第３のコンデンサ４５の一方の端部は、第１の電圧に対応する電圧ラインに接続されており、第３のコンデンサ４５の他方の端部は接地されている。並列接続における第１のコンデンサ４１の他方の端部と第１の誘導子４２の他方の端部とは、ＰＣＢ上の構成要素によって必要とされる第１の電圧の入力端部として使用される。並列接続における第２のコンデンサ４３の一方の端部と第２の誘導子４４の一方の端部とは、第４のコンデンサ４６に接続されている。第４のコンデンサ４６の一方の端部は、第２の電圧に対応する電圧ラインに接続されており、第４のコンデンサ４６の他方の端部は接地されている。並列接続における第２のコンデンサ４３の他方の端部と第２の誘導子４４の他方の端部とは、ＰＣＢ上の構成要素によって必要とされる第２の電圧の入力端部として使用される。

この実施形態において、抑制回路は、ウェーブトラッピング（ｗａｖｅ ｔｒａｐｐｉｎｇ）が干渉信号をフィルタするように干渉信号上で行われることができるように設けられており、それによって、システムの信頼性を増加させる。

前述のＵＳＢコネクタが、ＵＳＢ装置を得るためにＰＣＢ上に溶接される場合があることは、理解可能である。ＵＳＢコネクタは、図２又は図３に図示されたＵＳＢコネクタとされてもよく、ＰＣＢは、図４に図示されたＰＣＢとされてもよい。ＵＳＢ装置は、データカード、ＵＳＢディスク、及び同様のものとされてよい。

その方法及び装置における関連した特徴が相互に参照されてもよいことは、理解されるべきである。さらに、前述の実施形態における「第１」及び「第２」は実施形態を区別するために構成されるが、すべての実施形態の優劣を表すものではない。

最後に、前述の実施形態が、本願発明を制限する以外に、本願発明の技術的解決方法を記載するために単に意図されることに留意されるべきである。本願発明が前述の実施形態を参照して詳細に記載されるけれども、当業者が、前述の実施形態に記載された技術的解決方法をある程度変更する場合があること、又は、本願発明の実施形態の技術的解決方法の技術的思想及び技術的範囲から逸脱することなく、そのいくつかの技術的特徴に等しく代替する場合があることは、理解するべきである。

１ 金属エンクロージャ、凹部
４ ソリッド金属部分
１１ 貫通孔
１２ インライン溶接脚部
１３ 凹部
４１ 第１のコンデンサ
４２ 第１の誘導子
４３ 第２のコンデンサ
４４ 第２の誘導子
４５ 第３のコンデンサ
４６ 第４のコンデンサ
Ｄ＋ 第１の電圧入力
Ｄ− 第２の電圧入力

Claims (6)

1. ＵＳＢコネクタに接続されたＰＣＢであって、
   ＵＳＢデータ伝送において、調波を抑制するように構成された抑制回路を備えており、
   前記抑制回路は、
   前記ＵＳＢコネクタによる第１の電圧入力に対応する電圧ラインに接続された第１のコンデンサ及び第１の誘導子であって、並列接続とされる第１のコンデンサ及び第１の誘導子と、
   前記ＵＳＢコネクタによる第２の電圧入力に対応する電圧ラインに接続された第２のコンデンサ及び第２の誘導子であって、並列接続とされる第２のコンデンサ及び第２の誘導子と、
   を備えており、
   並列接続における前記第１のコンデンサの一方の端部と前記第１の誘導子の一方の端部とは、第３のコンデンサに接続されており、
   前記第３のコンデンサの一方の端部は、前記第１の電圧に対応する前記電圧ラインに接続されており、前記第３のコンデンサの他方の端部は接地されており、
   並列接続における前記第１のコンデンサの他方の端部と前記第１の誘導子の他方の端部とは、前記ＰＣＢ上の構成要素によって必要とされる前記第１の電圧の入力端部として使用されており、
   並列接続における前記第２のコンデンサの一方の端部と前記第２の誘導子の一方の端部とは、第４のコンデンサに接続されており、
   前記第４のコンデンサの一方の端部は、前記第２の電圧に対応する前記電圧ラインに接続されており、前記第４のコンデンサの他方の端部は接地されており、
   並列接続における前記第２のコンデンサの他方の端部と前記第２の誘導子の他方の端部とは、前記ＰＣＢ上の構成要素によって必要とされる前記第２の電圧の入力端部として使用されることを特徴とする、ＰＣＢ。
2. ＵＳＢコネクタ、及び、請求項１に記載のＰＣＢ、を備えるＵＳＢ装置であって、
   前記ＵＳＢコネクタは金属表面を備えており、前記金属表面には、ソリッド金属部分がソケットのばねに対応する位置に設けられており、それによって、前記ＵＳＢコネクタが前記ソケット内に挿入された後で、前記ばねが前記ソリッド金属部分と接触しており、
   前記ＵＳＢコネクタが前記ＰＣＢ上に溶接されることを特徴とする、ＵＳＢ装置。
3. ＵＳＢコネクタ、及び、請求項１に記載のＰＣＢ、を備えるＵＳＢ装置であって、
   前記ＵＳＢコネクタがインライン溶接脚部を備えており、 前記ＵＳＢコネクタは、
   前記ＵＳＢコネクタがＰＣＢに接続された場合、前記インライン溶接脚部と同じ側に位置した金属エンクロージャが、前記ＰＣＢと完全に接触すること、及び
   前記ＰＣＢと接触する前記ＵＳＢコネクタ上の表面が、金属表面であること、
   の少なくとも１つの条件を満たしており、
   前記ＵＳＢコネクタが前記ＰＣＢ上に溶接されることを特徴とする、ＵＳＢ装置。
4. 前記ＵＳＢコネクタは、金属表面をさらに備え、
   前記金属表面には、ソリッド金属部分がソケットのばねに対応する位置に設けられ、それによって、前記ＵＳＢコネクタが前記ソケット内に挿入された後で、前記ばねは、前記ソリッド金属部分と接触することを特徴する、請求項３に記載のＵＳＢ装置。
5. 前記ソリッド金属部分は、金属凹部であることを特徴する、請求項２又は４に記載のＵＳＢ装置。
6. 前記装置は、データカード又はＵＳＢディスクとされることを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載のＵＳＢ装置。

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