JP6389195B2 - アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、第１の電気的インタフェースと第２の電気的インタフェースとを有し、第１のインタフェースおよび第２のインタフェースのそれぞれがデータ伝送用接触素子と電気的供給電圧伝送用接触素子とを有し、当該第１のインタフェースの接触素子が当該第２のインタフェースの対応する接触素子に導体を介して接続されるアダプタに関する。特に、本発明は、ＵＳＢインタフェースをＨＳＤインタフェースに接続するためのアダプタに関する。

ＵＳＢインタフェースを持つプラグコネクタは、矩形のインタフェース形態と、平面上に互いに隣接した２つまたは全４つのいずれかの接触素子の配置とに特徴がある。対照的に、ＨＳＤインタフェースを持つプラグコネクタの合計４つの内側接触素子は、カッド構成で位置決めされ、そのインタフェース形態は円形である。ＵＳＢインタフェースにおいて、４つの接触素子のうち２つはデータ信号伝送用であるのに対し、電気的供給エネルギーは別の２つの接触素子を介して伝送される。ＨＳＤインタフェースにおいて、４つの内側接触素子は、定常的に二重差動信号伝送の目的を果たし、２つの伝送ペアの２つの接触素子は、カッド構成でそれぞれ互いに対向して配置される。この構成は、接触素子を包囲するシールドと組み合わせて、良好な電磁シールドおよび良好なクロストーク減衰を伴う高ビットレートでの伝送を保証する。ＨＳＤプラグコネクタは、付加的に撚り合わされうる４つの導体がスターカッド構成で設けられるシールドケーブルに通例的に接続される。

ＨＳＤ回路基板プラグコネクタとＵＳＢ回路基板プラグコネクタとを回路基板上に配置し、その回路基板を介して電気的に互いに接続することが知られている。こうして、アダプタが作成され、それを介して、ＵＳＢまたはＨＳＤインタフェースを持つ２つの嵌合し合うプラグコネクタが互いに接続されうる。

特許文献１により、ＵＳＢインタフェースとＨＳＤインタフェースとがハウジング内に形成され、２つのインタフェースの対応する接触素子が単一部品の導体を介して互いに接続され、それによりデータ伝送に使用されるＵＳＢインタフェースの２つの接触素子がＨＳＤインタフェースの２つの斜めに対向する接触素子に接続され、他方では、電気的供給エネルギー用に使用されるＵＳＢインタフェースの２つの接触素子がＨＳＤインタフェースの残りの２つの内側接触素子に接続される、汎用タイプのアダプタも知られている。特許文献１から知られるアダプタにおけるＨＳＤインタフェースおよびこれに接続されるケーブルはしたがって、二重差動信号伝送に使用されるのではなく、供給電圧の同時伝送を伴う単一差動信号伝送に使用される。

特許文献１から知られるアダプタの目的は、単純かつ経済的な方式で、ＵＳＢ接続をＨＳＤ特有の構成要素に、それらの良好な伝送特性を利用するために接続することである。このアダプタは特に、自動車に使用されうるが、自動車はその内部に通例的にマルチメディアプレイヤーが接続されうるＵＳＢインタフェースを有し、また、特に離れて配置される制御装置へのさらなるデータ伝送が、自動車エンジニアリングで広範に使用されるＨＳＤ構成要素を介して行われる。

国際公開第２０１１／０５７６９１号パンフレット

この先行技術から出発して、本発明は、改良された汎用タイプのアダプタを提供するという課題に基づくものであった。

この課題は、独立請求項１に記載のアダプタによって解決される。そのようなアダプタと、これに接続されるケーブルとから構成される本発明によるシステムは、独立請求項８の主題である。本発明によるアダプタの有利な態様および本発明によるシステムの有利な態様は、種々の従属請求項の主題であり、以下の本発明の説明で解説される。

本発明によれば、第１の電気的インタフェースと第２の電気的インタフェースとを持ち、第１のインタフェースおよび第２のインタフェースのそれぞれがデータ伝送用接触素子（データ接触素子）と電気的供給エネルギー伝送用接触素子（供給接触素子）とを有し、第１のインタフェースの接触素子が第２のインタフェースの対応する接触素子に（電気的）導体を介して接続される汎用タイプのアダプタは、第１のインタフェースの第１の供給接触素子が第２のインタフェースの２つの第１の供給接触素子に接続され、第１のインタフェースの第２の供給接触素子が第２のインタフェースの第２の供給接触素子に接続され、第２のインタフェースの第２の供給接触素子が他の接触素子を包囲する外側導体の形態であるということにおいてさらに開発される。

好ましくは、第１のインタフェースは、ＵＳＢインタフェースとして設計されてもよく、したがってアダプタのハウジング（同時に外側導体、特にシールドに相当しうる）によって好ましくは形成される矩形のインタフェース形態を有し、ならびに一列に配置される少なくとも２つ（好ましくは４つ）の接触素子を有してもよい。また好ましくは、第２のインタフェースは、ＨＳＤインタフェースとして設計されてもよく、したがってアダプタのハウジング（同時に外側導体、特にシールドに相当しうる）によって好ましくは形成される丸い（特に円形または楕円形の）インタフェース形態、４つの接触素子のカッド構成、および接触素子を包囲する外側導体を有してもよい。

したがって、本発明によれば、ＵＳＢインタフェースの供給接触素子は、例えばＹ導体を介してＨＳＤインタフェースの２つの供給接触素子に分岐されてもよく、ＨＳＤ構成要素の場合に通常はシールドとして働き、この場合は付加的にシールドとして働くＨＳＤインタフェースの外側導体は、ＵＳＢインタフェースの他の供給接触素子に接続されてもよい。特に好ましくは、外側導体およびそれに接続される供給接触素子は、アースへの接続を目的とする。

したがって、本発明によるシステムは、本発明によるアダプタと、アダプタに第２のインタフェースを介して接続されるケーブルとを備え、ケーブルが、スターカッド構成で配置されて第２のインタフェースの４つの接触素子に導電方式で接続される４つの導体と、第２のインタフェースの外側導体に導電方式で接続される外側導体とを有する。好ましくは、ケーブルは、アダプタの第２のインタフェースに対して相補的なインタフェースを持つプラグコネクタを介してアダプタに接続されてもよい。また好ましくは、第１のインタフェースは、相補的なインタフェースを持つプラグコネクタが接続されうるプラグコネクタの一部であってもよい。しかし、一方または両方のインタフェース（特に第２のインタフェース）の、さらに継続するケーブルとの接続を、直接または恒久的接続により確立させることも可能であり、それは例えば、アダプタの対応する接触素子がケーブルの導体とともに圧着されることによってなされる。

先行技術（特許文献１参照）と比較して、電気的供給エネルギー（好ましくは直流電圧）伝送のために第２の（ＨＳＤ）インタフェースの外側導体ならびにそれに接続されるケーブルを付加的に使用することは、総抵抗の減少を可能にし、または逆により細いケーブルの使用を可能にし、費用および重量を低く保つが、それは特に自動車エンジニアリングの分野において非常に重要である。第１のインタフェースの第１の供給接触素子を、例えばＹ導体を介して第２のインタフェースの２つの第１の供給接触素子に分岐することに由来するさらなる利点は、第２のインタフェースの２つの第１の供給接触素子のうち一方に接続される導体を介してテスト信号を送信し、第２のインタフェースの２つの第１の供給接触素子のうち他方に接続される別の導体を介してこの信号を再び受信することができ、それが、２つの第１の供給接触素子の接続（例えばＹ導体を介して）の結果、さらなる方策（例えばブリッジング）なしで可能であるということである。これが、例えば、本発明によるアダプタとヘッドユニットとの接続が正しく確立されたかどうかを検査することを可能にする。これは、例えば自動車内のＨＳＤネットワークの場合のように、１つ以上のプラグ接続がこの接続に一体化される場合に特に関係しうる。こうしてこれが、全てのプラグ接続が正しくなされたかどうかを単純な方式で検査することを可能にする。そのような検査方法も本発明の主題である。

本発明によるアダプタの単純かつ経済的な設計を達成するために、好ましくは、インタフェースの接触素子のうち１つ以上、好ましくは全部を接続する導体は、型打ちされた、または型打ちおよび曲げ加工された構成要素（例えば接触素子（複数）のエンボス加工等の（１つの）付加的な変形ステップ（複数）を含む可能性がある）の形態であってもよい。

また好ましくは、導体は、一体的であり、特に、当該導体によって接続される接触素子とともに単一部品で形成されてもよい。

したがって、特に好ましくは、第１のインタフェースの第１の供給接触素子を第２のインタフェースの２つの第１の供給接触素子に接続する導体は、Ｙ字型に形成されてもよい。そのようなＹ字型導体も、好ましくは特に型打ちおよび曲げ加工された構成要素として単一部品で形成されてもよい。こうして、第１の（好ましくはＵＳＢ）インタフェースの供給接触素子を第２の（好ましくはＨＳＤ）インタフェースの２つの供給接触素子に接続するＹ導体は、単純かつ経済的に作成されうる。

別法として、Ｙ導体に２つの導体区分を設計し、第１の導体区分が（好ましくは一体に）第１のインタフェースの第１の供給接触素子と第２のインタフェースの第１の供給接触素子のうち一方とを形成し、第２の導体区分が（好ましくは一体に）第２のインタフェースの第１の供給接触素子のうち他方を形成して接点において第１の導体区分に導電方式で接触するようにすることも可能である。したがって第１の導体区分と第２の導体区分とは、好ましくは接点において材料接合によって（例えば半田付けまたは溶接によって）接続されてもよい。

本発明によるアダプタのさらなる好ましい態様において、第１の（好ましくはＵＳＢ）インタフェースの第２の供給接触素子を第２の（好ましくはＨＳＤ）インタフェースの第２の供給接触素子（すなわち外側導体）に接続する導体は、ばね負荷方式で第２のインタフェースの第２の供給接触素子に押し当たるばね接触タブとして設計されてもよい。それにより特に好ましくは、第２のインタフェースの第２の供給接触素子、すなわち外側導体はスリーブの形態であり、導体は第２のインタフェースの第２の供給接触素子の内側に接触してもよい。再び、このことは、アダプタの単純かつ経済的な設計が達成されることを可能にする。

本発明を図面に示す例示的実施形態を参照して以下でより詳細に説明する。

本発明によるアダプタの第１の斜視図である。 外側導体がない図１のアダプタの図である。 外側導体および絶縁体がない図１のアダプタの図である。 アダプタの第２の斜視図である。 外側導体がない図４のアダプタの図である。 外側導体および絶縁体がない図４のアダプタの図である。

図面は、ＵＳＢインタフェース１をＨＳＤインタフェース２に接続するための本発明によるアダプタの例示的実施形態を示す。

アダプタは、同時にアダプタのハウジングに相当し、両方のインタフェースの外側インタフェース形態を画定する金属製外側導体３を備える。ＵＳＢインタフェース１の外側インタフェース形態は矩形であり（図１参照）、それに対しＨＳＤインタフェース２の外側インタフェース形態は円形である（図４参照）。

合計４つの（内側）導体５は、外側導体３内に配置され、絶縁体４によって外側導体３から電気的に絶縁され、それぞれがインタフェースのうち一方の少なくとも１つの接触素子を一体に形成する。これらの導体５の接触素子は、外側導体３と組み合わせて、電気的構成要素ＵＳＢインタフェース１およびＨＳＤインタフェース２を形成する。導体５によって形成されるＵＳＢインタフェース１の４つの接触素子は、一列に互いに隣接して配置される。さらに、接触素子は、相手方プラグコネクタ（図示せず）の相補的接触素子によって横方向に接触されて弾性横方向偏向によって接触圧力を生成するばね接触タブとして設計される。対照的に、導体５によって形成されるＨＳＤインタフェース２の４つの接触素子は、カッド構成で設けられ、相手方プラグコネクタ（図示せず）の相補型接触ソケットに差し込まれうる接触ピンの形態である。

導体５のうち２つは、単一導体５ａの形態であり、両方のインタフェースの接触素子を一体化する。ＵＳＢインタフェース１の側では、これらは２つの中央接触素子であり、ＨＳＤインタフェース２の側では、これらは２つの斜めに対向する接触素子である。これらの２つの単一導体５ａは、データ信号伝送に使用される。

別の導体は、Ｙ導体５ｂの形態であり、脚部のうち一方にＵＳＢインタフェース１の接触素子を一体化し、他方の２つの脚部のそれぞれにＨＳＤインタフェース２の接触素子を一体化する。ＨＳＤインタフェース２のこれらの２つの接触素子もまた互いに斜めに対向して配置される。

Ｙ導体５ｂは、第４の導体５ｃと組み合わせて、供給電圧伝送に使用される。この第４の導体５ｃは、一端では、ＵＳＢインタフェース１の接触素子を一体化し、他端では、外側導体３の内側に圧力下で載るばね接触タブとして形成される。ＨＳＤインタフェース２の側では、こうして外側導体３はまた、すなわちＹ導体５ｂの２つの対応する接触素子のように、電気的供給エネルギー伝送のための接触素子として機能する。

したがって、本発明によるアダプタでは、ＵＳＢインタフェース１の２つの接触素子を介して伝送される電気的エネルギー供給は、ＨＳＤインタフェース２の合計３つの接触素子、具体的には接触ピンのうち２つと、外側導体３の対応する端部によって形成されるスリーブの形態の接触素子とに配給される。ＨＳＤインタフェース２に接続されるケーブル（図示せず）、特に、スターカッド構成のケーブルでは、ワイヤのうち２つならびにワイヤを包囲する外側導体（特に編組外側導体の形態）は電気的エネルギー供給に使用される一方、他の２つの導体はデータ伝送に使用される。

電気絶縁性のプラスチックから形成される絶縁体４は、アダプタの製造（特に射出成形による）ならびに組み付けを簡単にするために、２つの部品で設計される。絶縁体４の２つの部品は、（内側）導体５の組み付けに引き続いて、スナップロック接続によって互いに接合される。そして、絶縁体４と（内側）導体５とから構成されるユニットは外側導体３へと押し込まれ、そこで当該ユニットは絶縁体４の凹部７において外側導体３のロック用タブ６の係合を介して固定される。

絶縁体４は、ＨＳＤインタフェース２の３つの突部８を形成し、そのうち最も外側の２つは、外側導体３の内側に配置され、それぞれが中央突部から９０°の離隔でずれている。こうしてこれは、２つの外側突部８の間の、他の離隔とは異なる１８０°の離隔をもたらす。この対称性の欠如（ＨＳＤインタフェース２の縦軸または横軸に対して）は、対応する配置の３つの相補的凹部を有する相手方プラグコネクタが、正確に１つの整列でのみＨＳＤインタフェース２へと差し込まれることを確実にする。これが正しくないプラグ接続を防止する。

Claims (9)

1. 第１の電気的インタフェースと第２の電気的インタフェースとを有し、前記第１のインタフェースおよび前記第２のインタフェースのそれぞれがデータ伝送用接触素子（データ接触素子）と電気的供給エネルギー伝送用接触素子（供給接触素子）とを有し、前記第１のインタフェースの接触素子が前記第２のインタフェースの対応する接触素子に導体（５）を介して接続されるアダプタであって、前記第１のインタフェースの第１の供給接触素子は、前記第２のインタフェースの２つの第１の供給接触素子に接続され、前記第１のインタフェースの第２の供給接触素子は、前記第２のインタフェースの第２の供給接触素子に接続され、前記第２のインタフェースの第２の供給接触素子は、他の接触素子を包囲する外側導体（３）の形態であることを特徴とするアダプタ。
2. 前記第１のインタフェースは、ＵＳＢインタフェース（１）として設計され、前記第２のインタフェースは、ＨＳＤインタフェース（２）として設計されることを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
3. 前記導体（５）は、型打ちおよび曲げ加工された構成要素の形態であることを特徴とする請求項１または２に記載のアダプタ。
4. 前記導体（５）は、関連する接触素子と一体に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のアダプタ。
5. 前記第１のインタフェースの第１の供給接触素子を前記第２のインタフェースの２つの第１の供給接触素子に接続する導体（５ｂ）は、Ｙ字型に形成されることを特徴とする請求項４に記載のアダプタ。
6. 前記第１のインタフェースの第２の供給接触素子を前記第２のインタフェースの第２の供給接触素子に接続する導体（５ｃ）は、ばね負荷方式で前記第２のインタフェースの第２の供給接触素子に押し当たるばね接触タブとして設計されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のアダプタ。
7. 前記第２のインタフェースの第２の供給接触素子は、スリーブの形態であり、前記導体（５ｃ）は、前記第２のインタフェースの第２の供給接触素子の内側に接触することを特徴とする請求項６に記載のアダプタ。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のアダプタと、前記アダプタに前記第２のインタフェースを介して接続されるケーブルとから構成され、前記ケーブルが４つの導体ならびに外側導体を有し、前記４つの導体がスターカッド構成で配置されて前記第２のインタフェースの４つの接触素子に導電方式で接続され、前記外側導体が前記第２のインタフェースの外側導体に導電方式で接続されるシステム。
9. 前記ケーブルは、前記アダプタの前記第２のインタフェースに対して相補的なインタフェースを持つプラグコネクタを介して前記アダプタに接続されることを特徴とする請求項８に記載のシステム。

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