JP5781107B2

JP5781107B2 - Ｕｓｂ装置

Info

Publication number: JP5781107B2
Application number: JP2013033671A
Authority: JP
Inventors: 口量平山; 田武史生
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2033-02-22
Also published as: US20140242849A1; US9065229B2; TWI542094B; TW201434218A; JP2014164887A; CN104009305A

Description

本発明の実施形態は、ＵＳＢコネクタに嵌合可能なＵＳＢ装置に関する。

ＵＳＢの規格に準拠したＵＳＢ機器は、記憶装置や無線装置、ＴＶチューナなど、種々の装置に用いられている。最近では、ＵＳＢ２．０よりも高速なＵＳＢ３．０の規格に準拠する製品も増えてきた。

ＵＳＢは、上位互換性を持つため、ＵＳＢ３．０の規格に準拠するＵＳＢ機器は、ＵＳＢ２．０の規格に準拠するＵＳＢ機器とも通信を行うことが可能である。このため、ＵＳＢ３．０用のＵＳＢ機器のコネクタには、ＵＳＢ３．０用のパッドとＵＳＢ２．０用のパッドとが設けられている。

携帯可能なＵＳＢ機器は、一般にはオスコネクタを有し、このオスコネクタを、メスコネクタに嵌合することで、両コネクタのＵＳＢ２．０用のパッド同士が電気的に接続するとともに、ＵＳＢ３．０用のパッド同士が電気的に接続して、ＵＳＢの規格に準拠した通信が可能となる。

この種のオスコネクタは、ＵＳＢ通信用のコントローラ等を内蔵するＵＳＢ対応チップ上に形成されたＵＳＢ３．０用のパッドにリード線を接合するために、リード線を絶縁体に接合して位置決めを行った後に、パッドとリード線との接合を行うなどの煩雑な工程を必要とし、作業性がよくなかった（特許文献１参照）。

特開２０１０−２８２９６４号公報

本発明の一実施形態では、構造を簡易にして組み立て作業を容易に行うことが可能なＵＳＢ装置を提供するものである。

本実施形態によれば、複数のＵＳＢ２用パッドと、複数のＵＳＢ３用パッドと、がＵＳＢ規格に準拠して配置された基板と、
前記複数のＵＳＢ２用パッドと、前記複数のＵＳＢ３用パッドとの周囲を取り囲むオスコネクタ先端部と、
前記オスコネクタ先端部の基端側に接合されて、前記基板の少なくとも前記複数のＵＳＢ３用パッドの後方側を覆う筐体部と、
前記筐体部の内面にそれぞれの一端部が取り付けられ、それぞれの他端部が対応する前記ＵＳＢ３用パッドに接触される複数のリード線と、を備えるＵＳＢ装置が提供される。

本発明の一実施形態に係るＵＳＢ装置１の外観を示す斜視図。図１のＵＳＢ装置１を構成する各部材の斜視図。図１のＵＳＢ装置１を構成する各部材の斜視図。本実施形態に係るＵＳＢ装置１を通信相手装置のメスコネクタ２１に嵌合した状態を示す断面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るＵＳＢ装置１の外観を示す斜視図、図２および図３は図１のＵＳＢ装置１を構成する各部材の斜視図である。図１のＵＳＢ装置１は、ＵＳＢ１．ｘ、ＵＳＢ２．０およびＵＳＢ３．０に準拠していることを特徴とする。なお、今後、ＵＳＢ２．０またはＵＳＢ３．０の改訂のバージョンが規格化された場合も、端子の配置が同じである限りは、本実施形態を適用可能である。

本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、基板２と、オスコネクタ先端部３と、筐体部４とを備えている。基板２の上面には、４つのＵＳＢ２用パッド５と、５つのＵＳＢ３用パッド６とがＵＳＢ規格に準拠して配置されている。基板２には、ＵＳＢ２用パッド５とＵＳＢ３用パッド６を介して通信を行うための種々の回路が形成されていてもよいし、何等かの情報処理を行うＩＣが基板２上に実装または内蔵されていてもよい。あるいは、基板２にはＵＳＢ２用パッド５とＵＳＢ３用パッド６のみを形成してもよい。さらには、この基板２とは別の部材を設けて、これらを筐体部４に内蔵させてもよい。

基板２は、図２（ａ）に示すような矩形状のものでもよいし、図２（ｂ）に示すような筐体側の幅が広いものでもよい。基板２の具体的な形状やサイズは任意であり、基板２の長手方向の長さも任意である。

オスコネクタ先端部３は、基板２上のＵＳＢ２用パッド５とＵＳＢ３用パッド６の周囲を取り囲むように配置される。オスコネクタ先端部３は、一つの筒状部材で形成してもよいし、図２（ｃ）に示す上型７と、図２（ｄ）に示す下型８とで構成してもよい。あるいは、左右に分割可能な２つの型でオスコネクタ先端部３を構成してもよい。オスコネクタ先端部３の上面と下面には、不図示のメスコネクタのバネ部材が係合する孔部９がそれぞれ２個ずつ設けられている。また、オスコネクタ先端部３は、筐体部４と一体に成形されてもよい。

筐体部４は、オスコネクタ先端部３の基端側に接合されて、基板２上の少なくともＵＳＢ３用パッド６の後方側を覆う。筐体部４は、例えば、図３（ａ）に示す上型１１と、図３（ｂ）に示す下型１２とで構成される。上型１１の内面には、図３（ｄ）に示すように、５本のリード線１３の各一端部が取り付けられている。これらリード線１３の各他端部は、基板２上のＵＳＢ３用パッド６に接触されている。これらリード線１３の各一端部は、筐体部４に設けられた不図示の導線や導電パターンを介して、基板２上の不図示の回路や筐体部４に接合されたケーブル等に接続されることになる。すなわち、リード線１３は、ＵＳＢ３用パッド６で送受される信号の受け渡しを行う。

筐体部４の下型１２の内面には、図３（ｂ）に示すように、短手方向に２個の位置決め部材１４が配置されている。これら位置決め部材１４は、長手方向の長さが短い基板２を筐体部４に収納したときに、基板２の長手方向の端部が位置決め部材１４よりも後方に配置されないように位置決めするために用いられる。

なお、この位置決め部材１４よりも長手方向の長さが長い基板２を筐体部４に収納する場合は、基板２の厚さを薄くすることで、位置決め部材１４の場所に影響されずに、基板２を筐体部４に収納することができる。また、筐体部４の長さに見合った基板２を収納する場合は、位置決め部材１４は不要になるため、位置決め部材１４を省略してもよい。

このように、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、基板２にＵＳＢ２用パッド５とＵＳＢ３用パッド６を形成し、筐体部４の内面に予めリード線１３を取り付ける点に特徴がある。これにより、リード線１３の位置決めが容易になる。

次に、本実施形態に係るＵＳＢ装置１の組立手順を説明する。まず、図２（ｃ）に示すオスコネクタ先端部３の上型１１を所定の場所に位置決めした状態で、図３（ａ）に示す筐体部４の上型１１用の金型に樹脂を流し込んで、図３（ａ）に示す筐体部４の上型１１と図２（ｃ）に示すオスコネクタ先端部３の上型１１とを一体成形する（工程１）。以下では、工程１で作製された組立構造物を上型構造体と呼ぶ。

この工程１に前後して、図２（ｄ）に示すオスコネクタ先端部３の下型１２と図３（ｃ）に示すリード線１３とをそれぞれ所定の場所に位置決めした状態で、筐体部４の下型１２用の金型に樹脂を流し込んで、図３（ｂ）に示す筐体部４の下型１２と、図２（ｄ）に示すオスコネクタ先端部３の下型１２と、図３（ｃ）に示すリード線１３とを一体成形する（工程２）。以下では、工程２で作製された組立構造物を下型構造体と呼ぶ。

次に、工程２で作製した下型構造体の内側に、基板２を位置決めする。基板２の長手方向の長さが、下型構造体の長手方向の長さよりも短い場合は、予め下型構造体の内側に、図３（ｂ）に示すような位置決め部材１４を設けておき、この位置決め部材１４に当接する位置に合わせて基板２を位置決めする（工程３）。

次に、基板２の上を、工程１で作製した上型構造体で覆って、上型構造体と下型構造体を封止する（工程４）。

図４は本実施形態に係るＵＳＢ装置１を通信相手装置のメスコネクタ２１に嵌合した状態を示す断面図である。図示のように、メスコネクタ２１は、オスコネクタ先端部３の孔部９に係合されてオスコネクタ先端部３を固定する固定部材２２と、ＵＳＢオスコネクタの内部に挿入される突起部材２３とを有する。

固定部材２２の内面には、オスコネクタ先端部３の下型１２の底面に形成された孔部９に係合される第１バネ部材２４と、オスコネクタ先端部３の上型１１の上面の孔部９に係合される第２バネ部材２５と、第２バネ部材２５に隣接配置される補助バネ部材２６とが設けられている。

突起部材２３の下面には、ＵＳＢ３接続端子２７とＵＳＢ２接続端子２８が設けられている。
ＵＳＢ装置１をメスコネクタ２１に嵌合すると、ＵＳＢ装置１のＵＳＢ２用パッド５がメスコネクタ２１のＵＳＢ２接続端子２８に接触し、かつ、ＵＳＢ装置１のＵＳＢ３用パッド６に接触されているリード線１３がメスコネクタ２１のＵＳＢ３接続端子２７に接触する。ＵＳＢ装置１がメスコネクタ２１に押し込まれると、メスコネクタ２１の突起部材２３の先端部がリード線１３を押しつけることになり、これにより、ＵＳＢ３接続端子２７、リード線１３およびＵＳＢ３用パッド６は、それぞれがより強固に圧着されて、ＵＳＢ３パッドとＵＳＢ３接続端子２７との安定した導通が図られる。

また、メスコネクタ２１の固定部材２２の内面にある第１バネ部材２４、第２バネ部材２５および補助バネ部材２６は、ＵＳＢ装置１のオスコネクタ先端部３に係合されて、オスコネクタ先端部３を上下から押しつけるため、これによっても、ＵＳＢ２用パッド５とＵＳＢ２接続端子２８との接触と、ＵＳＢ３用パッド６とＵＳＢ３接続端子２７との接触とがより確実に行われて、接触不良が起きにくくなる。

上述したように、基板２上には種々の回路を形成してもよいし、種々のＩＣを基板２上に実装してもよい。基板２上に形成される回路や基板２上に実装されるＩＣの一例は、メモリチップとそのコントローラである。あるいは、無線ＬＡＮ、セルラー通信、Bluetooth（登録商標）などの無線通信機能を有するＩＣや回路を基板２上に形成または実装してもよい。その他、ＵＳＢの規格に準拠してデータの送受を行う種々の情報処理回路を基板２上に形成または実装してもよい。さらには、基板２に別個の基板２や部材を接続してもよい。

本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、図１に示すように筐体部４にストラップ孔３０を形成してもよい。また、ＵＳＢ装置１とメスコネクタ２１を備えたホスト装置との間でデータの送受を行っている最中か否かを視認可能なように、筐体部４にＬＥＤを設けてもよい。この場合、データの送受期間中はＬＥＤを点灯または点滅するような使い方が考えられる。また、無線通信用のＵＳＢ装置１の場合は、無線通信状況を報知するための複数のＬＥＤを設けてもよい。

本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、単にＵＳＢのオスコネクタとして用いてもよい。この場合は、基板２上に最低限ＵＳＢ２用パッド５とＵＳＢ３用パッド６を形成すればよい。また、ケーブルを介して端部に別のコネクタを接続してもよい。あるいは、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、コネクタの形状を変換するコネクタ変換器でもよい。

また、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、カードリーダであってもよい。この場合、基板２上または別個の基板２上に、１種類以上のメモリカードを挿入可能なカードソケットを設ければよい。

さらに、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像装置を内蔵して、デジタルカメラとして機能できるようにしてもよい。

また、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、ＬＡＮのハブ機能を持っていてもよい。さらに、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、マウス、ポインタ、トラックボールまたはコントローラ等の指示部材としての機能を持っていてもよい。

また、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、ビデオキャプチャ等の画像処理の機能を持っていてもよい。さらに、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、おもちゃやゲーム機器等の携帯電子機器の機能を持っていてもよい。

また、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、指紋認証等の種々の生体認証機能を持っていてもよい。

さらに、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、ＵＳＢ−ＩＦ規格に準拠したUSB Composite Device Class、またはUSB Storage (Mass Storage) Device Classのカテゴリに属する機能を持っていてもよい。

また、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、ＵＳＢ２用パッド５とＵＳＢ３用パッド６の配置がＵＳＢ規格に準拠していればよく、機能としては、必ずしもＵＳＢ−ＩＦ規格に準拠していなくてもよい。

このように、本実施形態に係るＵＳＢ装置１は、基板２には、少なくともＵＳＢ２用パッド５とＵＳＢ３用パッド６を設けるだけでよいため、基板２の構成を簡略化できる。また、筐体部４の内面に予めリード線１３を取り付けておくため、基板２を筐体部４に組み付ける際に、リード線１３の位置決めを行う工程が不要となり、作業性がよくなる。

本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。

１ＵＳＢ装置、２基板、３オスコネクタ先端部、４筐体部、５ＵＳＢ２用パッド、６ＵＳＢ３用パッド、１３リード線、１４位置決め部材、２１メスコネクタ、２２固定部材、２３突起部材、２４第１バネ部材、２５第２バネ部材、２６補助バネ部材、２７ＵＳＢ３接続端子、２８ＵＳＢ２接続端子

Claims

複数のＵＳＢ２用パッドと、複数のＵＳＢ３用パッドと、がＵＳＢ規格に準拠して配置された基板と、
前記複数のＵＳＢ２用パッドと、前記複数のＵＳＢ３用パッドとの周囲を取り囲むオスコネクタ先端部と、
前記オスコネクタ先端部の基端側に接合されて、前記基板の少なくとも前記複数のＵＳＢ３用パッドの後方側を覆う筐体部と、
前記筐体部の内面にそれぞれの一端部が取り付けられ、それぞれの他端部が対応する前記ＵＳＢ３用パッドに接触される複数のリード線と、を備えることを特徴とするＵＳＢ装置。
前記オスコネクタ先端部が通信相手装置のメスコネクタに挿入されたときに、前記複数のリード線は、前記ＵＳＢメスコネクタにより、対応する前記ＵＳＢ３用パッドに押しつけられることを特徴とする請求項１に記載のＵＳＢ装置。
前記基板は、前記複数のＵＳＢ２用パッドおよび前記複数のＵＳＢ３用パッドを介して信号の送受を行う信号制御回路を有することを特徴とする請求項１または２に記載のＵＳＢ装置。
前記筐体部は、前記基板を位置決めする位置決め部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のＵＳＢ装置。
前記筐体部は、ストラップを取り付けるための孔部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のＵＳＢ装置。