JP6599363B2 - 電子テーパー状コネクタ - Google Patents

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Description

電子デバイスは、外部デバイスと電力、接地基準(ground reference)及び/又は通信信号を交換するためにハードウェアインタフェースを電子コネクタの形で含むことが多い。
この発明の概要は、詳細な説明において下記で更に説明される概念の選択を簡単な形で紹介するために提供される。この発明の概要は、特許請求に係る主要な特徴又は本質的特徴を特定するようには意図されておらず、また特許請求に係る主題の範囲を限定するために使用されるようにも意図されていない。さらに、特許請求に係る主題は、本開示のいずれかの部分で示される欠点のいずれか又は全てを解決する実装に限定されない。
本開示の実施形態によると、雄型(male)電子コネクタは、ベースと、ベースから突出するテーパー状の延長部分(tapered extension)を含む。テーパー状の延長部分は、該テーパー状の延長部分の終端部(terminal end)を形成するノーズを含む。テーパー状の延長部分の第1の接続面及び第2の接続面が、第1の対称面の周囲に対称に、ベースからノーズに向かって相互に対して先細りになる。
テーパー状の延長部分は更に、第1の側面及び第2の側面を含む。第1の側面及び第2の側面は、第1の接続面と第2の接続面との間に、テーパー状の延長部分のそれぞれ対向する面(opposing side)を形成する。また、第1の側面及び第2の側面は、第1の対称面に直交する第2の対称面の周囲に対称に、ベースからノーズに向かって相互に対して先細りになり得る。
テーパー状の延長部分は更に、第1の接続面に沿って配置される電気接点の第1のサブセットと、第2の接続面に沿って配置される電気接点の第2のサブセットとを含む、電気接点のセットを含む。電子コネクタは更に、当該電子コネクタを、対応する雌型(female)電子コネクタに固定するのを助ける、1つ以上の磁気吸着素子(magnetically attractable element)を含み得る。
第1の構成を有する例示の雄型電子コネクタを示す図である。
X座標軸に沿って見た図1の例示の電子コネクタを示す図である。
Z座標軸に沿って見た図1の例示の電子コネクタを示す図である。
Y座標軸に沿って見た図1の例示の電子コネクタを示す図である。
第2の構成を有する例示の雄型電子コネクタを示す図である。
X座標軸に沿って見た図5の例示の電子コネクタを示す図である。
Z座標軸に沿って見た図5の例示の電子コネクタを示す図である。
Y座標軸に沿って見た図5の例示の電子コネクタを示す図である。
図1〜図4の雄型電子コネクタと、図5〜図8の雄型電子コネクタとの双方と整合性のある第3の構成を有する、例示の雌型電子コネクタを示す図である。
図9の例示の電子コネクタの断面図である。
相互にインタフェースして1つ以上の電気接続を形成する電子コネクタのペアを示す図である。
傾斜した接続面を有する別の例示の電子コネクタのペアを示す図である。
3つの異なる電子コネクタについての例示のピンアウト構成を示す表である。 3つの異なる電子コネクタについての例示のピンアウト構成を示す表である。 3つの異なる電子コネクタについての例示のピンアウト構成を示す表である。
導電性の牙部分を有する例示の雄型電子コネクタを示す図である。
ペアの電子コネクタは、接続軸に沿って外側に突出するテーパー状の延長部分を有する雄型電子コネクタと、テーパー状の延長部分に適合するレセプタクルを有する、対応する雌型電子コネクタとを含み得る。テーパー状の延長部分は、レセプタクル内で自己整列することができ、これにより、ペアの電子コネクタ間の電気接続を確立するための改善されたユーザ経験を提供することができる。テーパー状の延長部分のテーパー状の接続面は、平行の接続面と比べて、所与の接続タイプについて接続軸に沿ったコネクタの深さを減らすようにも機能し、これによりコネクタのフォームファクタのサイズを減少させることができる。
磁気吸着素子を任意選択でペアの電子コネクタ内に組み込んで、雄型電子コネクタと雌型電子コネクタとの整列及び接続を更に助けることができる。
テーパーを用いると、雄型電子コネクタのノーズは、雌型電子コネクタの開口部より小さい。このサイズの差により、比較的大きな取付けの許容差が生じ、この許容差は、雄側電子コネクタを雌型電子コネクタに挿入することをより容易にすることができる。さらに、磁気吸着素子は、非常に少ない努力で接続をまとめることを助ける。テーパー及び接続の磁気的性質は、雄型及び雌型電子コネクタが一緒に飛んでいる(flying)ような感覚を提供することができる。
ペアの電子コネクタ及び関連する電子制御回路は、2つ以上の接続方向(connection orientation)をサポートすることができ、これにより、ユーザは、絶えず雄型コネクタを様々な向きで挿入し、どの向きが正しいかについて考え得るので、電気接続を確立するユーザ経験を更に改善することができる。
電子コネクタは任意選択で、その電子コネクタ内に配置される電気接地導体(electrical ground conductor body)を含む。電気接地導体は、電子コネクタの2つ以上の電気接地接点(electrical ground contact)に電気的に接続される。例えば電気接地導体は、電子コネクタの他の非接地接点の中で分散される複数の電気接地接点に電気的に接続され得る。電気接地導体は、複数の接地接点にわたるインピーダンスの不連続性を減少させ、かつ/又はシグナルインテグリティを改善するよう機能し、より高いデータ転送レートを可能にすることができる。電気接地導体は、テーパー状の延長部分を有する雄型電子コネクタ及び/又は雄型電子コネクタのテーパー状の延長部分に適合する雌型電子コネクタと組み合わせて使用され得る。接地導体は、対向する接続面の間の対称の面上に配置され得る。
雌型電子コネクタは、異なるように構成される雄型電子コネクタの範囲と適合し、これとインタフェースすることができる。一例として、雌型電子コネクタは、この雌型電子コネクタと電力を交換する第1の雄型電子コネクタと、電力及び第1の雄型電子コネクタと比べて1つ以上の追加又は異なる信号経路をこの雌型電子コネクタと交換する第2の雄型電子コネクタとの各々に適合し、これらとインタフェースする。あるいはまた、第1の雄型電子コネクタ及び第2の雄型電子コネクタは、互いに対して異なる形状及び/又はサイズを有してもよい。
図1〜図4は、第1の構成を有する例示の電子コネクタ100を図示している。電子コネクタ100は、ベース110と、接続軸102に沿ってベースから突出するテーパー状の延長部分112とを含む。テーパー状の延長部分112は、該テーパー状の延長部分112の終端部を形成するノーズ114を含む。電子コネクタ100は、電力、接地及び/又は電気信号を電気接点118のセットへ及び/又は電気接点118のセットから伝送するために1つ以上の導電性ワイヤを含むコネクタケーブル116を含むか、これとインタフェースすることができる。
電子コネクタ100は雄型電子コネクタの形をとることができ、雄型電子コネクタは、例えば対応する雌型電子コネクタとインタフェースし、電気接点118のセットにわたる1つ以上の電気接続を形成するように構成される。一例として、電子コネクタ100は、接続軸102に沿って、別の対応する電子コネクタ(例えば図9の雌型電子コネクタ900)と結合(mate)され、あるいはその別の電子コネクタから結合解除(unmate)され得る。
図1では、例えば接続軸102は、電子コネクタ100が別の対応する電子コネクタと接続され得る、接続軸102に沿った方向を表す矢印を含む。電子コネクタ100は、他の電子コネクタに対して、図1に図示される矢印と反対の方向に接続軸102に沿って電子コネクタ100を引っ張り出すことによって接続解除され得る。接続軸102は、図1に図示される3次元のデカルト座標系のZ座標軸と平行であるか、同一線上にあってよい。
図2は、X座標軸に沿って見るときの図1の例示の電子コネクタ100を図示している。テーパー状の延長部分112は、第1の接続面210及び第2の接続面220を含み、これらの接続面は互いに対して傾斜されている。例えば第1の接続面210及び第2の接続面220は、ベース110からノーズ114へ互いに向かって先細りであってよい。少なくとも一部の構成では、第1の接続面210及び第2の接続面220は、XZ座標面に平行又はこれと同一平面上の第1の対称面230の周囲に、互いに対して対称に先細りになり得る。
図2は、接続軸102に対して測定される第1のテーパー角212を有する第1の接続面210を図示している。図2は更に、接続軸102に対して測定される第2のテーパー角222を含む第2の接続面220を図示している。第1及び第2の接続面が相互に対して対称に先細りになる構成では、特定の基準に対する各テーパー角の大きさは、双方の接続面について同一であり得る。したがって、図2に図示される例では、第1のテーパー角212の大きさは、第2のテーパー角222の大きさと等しい。
例として、第1のテーパー角212及び第2のテーパー角222はそれぞれ、4度の大きさを有する。別の例として、第1のテーパー角212及び第2のテーパー角222は、3度〜5度の範囲から選択される大きさを有し得る。更に別の例として、第1のテーパー角212及び第2のテーパー角222は、1度〜10度の範囲から選択される大きさを有し得る。また更なる例では、第1のテーパー角212及び第2のテーパー角222は、0度より大きく45度までの範囲から選択される大きさを有し得る。少なくとも一部の使用シナリオでは、接続軸に対してより小さいテーパー角は、より大きな接続深度及び/又は雌型コネクタによるコネクタ保持を提供することができるので有利であり、一方、接続軸に対してより大きいテーパー角は、接続深度を低減させ、かつ/又はコネクタが雌型コネクタと結合することを助けるので有利である。また、より小さなテーパー角は、対応する雌型コネクタのY次元における比較的小さい開口部を許容することもでき、したがって、小さなデバイスサイズ及び/又は雌型コネクタ配置のオプションを向上させる。
テーパー状の延長部分は、他の適切なテーパー角を有する第1及び第2の接続面を含むことができる。他の実装では、例えば第1及び第2の接続面は、相互に対して傾斜され得るが、共通の基準に対して異なる大きさのテーパー角(すなわち、非対称のテーパー)を有してもよい。非対称の構成では、第1の接続面が、第2の接続面よりも大きな角度で傾斜され得る。
図2は更に、ノーズ114のエッジプロファイルを更に詳細に図示している。少なくとも一部の構成では、X座標軸に沿って見る場合、ノーズ114のエッジプロファイルは、第1の接続面210及び第2の接続面220とインタフェースする半円の形をとることができる。ノーズの半円は一定の半径を有してよく、あるいは他の適切な形をとることもある。あるいは、ノーズは、曲がってはいるが、非円形のエッジプロファイル、多角形のエッジプロファイル、先のとがったエッジプロファイル又は三角形の終端部又は任意の他のエッジプロファイルを有してもよい。
図3は、Z座標軸に沿って見るときの図1の例示の電子コネクタ100を図示している。図示される構成では、第1の接続面210及び第2の接続面220はそれぞれ、第2の対称面360の周囲に対称である。この例では、第2の対称面360は、第1の接続面210及び第2の接続面220を二等分している。他の構成では、第1の接続面210及び/又は第2の接続面220は、第2の対称面360の周囲に非対称であってもよい。
図3は更に、電子コネクタ100の電気接点118のセットが、第1の接続面210に沿って配置される第1の電気接点のサブセット352と、第2の接続面220に沿って配置される第2の電気接点のサブセット354に分けられる構成を図示している。図3に図示される電気接点の配置は、電子コネクタについての電子接点構成の例である。他の適切な電気接点構成も使用され得る。
第1及び第2の電気接点のサブセットは、任意の適切な量の電気接点を含むことができる。一例として、各接続面は、6個又はそれより少ない個数、8個、10個、12個、14個、16個、18個、20個又はそれより多くの偶数の個数の電気接点を含み得る。対称構成は一般に、偶数の電気接点を含むことになるが、対称構成は、中心接地接点とともに奇数の電気接点を含んでもよい。非対称の偶数及び奇数の構成は、本開示の範囲内であり、雄型コネクタの向きを検出するための機構を提供することができる。
少なくとも一部の構成では、第1及び第2の電気接点のサブセットは、それぞれ同じ量の電気接点を含み得る。図3は、第1の電気接点のサブセット352が(左から右に順番に順序付けされる)参照番号321〜340で示される20個の電気接点を含み、第2の電気接点のサブセット354も(左から右に順番に順序付けされる)参照番号301〜320で示される20個の電気接点を含む例を図示している。別の構成では、例えば図5〜図8に図示されるように、第1の電気接点のサブセットが6個の電気接点を含み、第2の電気接点のサブセットも6個の電気接点を含み得る。
他の構成では、第1及び第2の電気接点のサブセットは、互いに対して異なる量の電気接点を有し得る。一例として、第1の接続面に沿って配置される第1の電気接点のサブセットが、2つ以上の電気接点を含み、第2の接続面に沿って配置される第2の電気接点のサブセットが、第1の電気接点のサブセットよりも少ない電気接点を含んでもよい。少なくとも一部の構成では、第2の電気接点のサブセットは、例えば第2の接続面220に沿ってゼロ個の電気接点が配置されるように省略されてもよい。
少なくとも一部の構成では、第1の電気接点のサブセット352の外側に面した表面が、第1の接続面210と同一平面であってよく、第2の電気接点のサブセット354の外側に面した表面が、第2の接続面220と同一平面であってよい。同一平面の接続面は、別の電子コネクタのレセプタクルへの電子コネクタのスムーズな挿入、あるいはレセプタクルからの電子コネクタのスムーズな引出しを提供することができる。同一平面の接続面は、コネクタの清潔さを向上させ、コネクタの掃除を容易にすることもできる。そのような掃除は手動であってもよく、あるいは、例えば挿入及び引出しの間のフリクションに起因するものであってもよい。他の構成では、電気接点の外側に面した表面が、第1及び第2の接続面に対してくぼんでいても、突出していてもよい。
電気接点は、任意の適切な形状及び/又はサイズを有することができる。図1〜図4に図示される例では、電気接点の外側に面した接続面は、平らな矩形の形状を有する。しかしながら、電気接点の外側に面した接続面は、円や楕円、多数の面を有する2次元形状、多数の面を有する3次元形状等のような他の適切な形状を有することができる。図1〜図4に図示される電気接点は、互いに対して類似の形状及びサイズである。他の構成では、電子コネクタの電気接点は、互いに対して異なる形状及び/又はサイズを有してもよい。
少なくとも一部の構成では、第1の電気接点のサブセット352は、X座標軸に沿って測定されるとき、第1の接続面210に沿って相互から均等に間隔をおいて配置される。第2の電気接点のサブセット354は、X座標軸に沿って測定されるとき、第2の接続面220に沿って相互から均等に間隔をおいて配置される。更なる例では、接続面に沿った2つの中間の電気接点(middle electrical contact)を、第2の対称面360から等しく間隔をおいて配置し、接続面に沿った外側の電気的接点を、第2の対称面360から等しく間隔をおいて配置し、そして接続面に沿った他の中間の電子接点は、第2の対称面360の反対側に配置される、第2の対称面360から等しく間隔をおいて配置される対称の電気接点とペアリングされ得る。他の構成では、電気接点は、必ずしも、第1及び/又は第2の接続面に沿って相互から等しく間隔をおいて配置されなくてよく、任意の数の対称又は非対称の接点構成を提供してもよい。
少なくとも一部の構成では、第1の電気接点のサブセット352は、第2の対称面360の周囲に第1の接続面210に沿って対称に配置される。図3に図示される例では、第2の対称面360は、第1の対称面230に対して直交しており、更に接続軸102を含み、YZ座標面と平行であるか、これと同一平面上にある。図3に図示される例では、10個の電気接点(すなわち、電気接点352の半分)が、第1の接続面210に沿って第2の対称面360の一方の面上に配置され、別の10個の電気接点(すなわち、電気接点352の半分)が、第1の接続面210に沿って第2の対称面360の反対の面上に配置される。他の構成では、対称又は非対称の配置で、異なる量の電気接点を、第1の接続面210に沿って対称面360のいずれかの面上に配置することができる。
第2の電気接点のサブセット354も、第2の対称面360の周囲に第2の接続面220に沿って対称に配置され得る。図3に図示される例では、10個の電気接点(すなわち、電気接点354の半分)が、第2の接続面220に沿って第2の対称面360の一方の面上に配置され、別の10個の電気接点(すなわち、電気接点354の半分)が、第2の接続面220に沿って第2の対称面360の反対の面上に配置される。他の構成では、対称又は非対称の配置で、異なる量の電気接点を、第2の接続面220に沿って対称面360のいずれかの面上に配置することができる。
少なくとも一部の構成では、第1の電気接点のサブセット352及び第2の電気接点のサブセット354を、第1の対称面230の周囲に対称に配置してもよい。例えば図3は、第1の電気接点のサブセット352の各電気接点が、X座標軸に沿って、第2の電気接点のサブセット354の対応する電気接点と整列されていることを図示している。例えばこの配置では、電気接点301が電気接点340と整列され、電気接点320が電気接点321と整列される。他の構成では、電気接点352のうちの1つ以上が、X座標軸に沿って1つ以上の電気接点354と整列されないように、第1の電気接点のサブセット352及び第2の電気接点のサブセット354を、第1の対称面230の周囲に非対称に配置してもよい。一部の非対称の構成では、接続面のうちの1つが、いずれの電気接点も含まないことがある。
図4は、Y座標軸から見たときの図1の例示の電子コネクタ100を図示している。図4は更に、電気接点が、側面の間で相互に整列される例を示している。例えば第1の電気接点のサブセット352は、ノーズ114によって形成されるテーパー状の延長部分の終端部に対して平行な第1の接続面210に沿った直線状の整列を有する。この例では、第1の電気接点のサブセット352は、X座標軸に平行な直線に沿って整列される。第2の電気接点のサブセット354も同様に、テーパー状の延長部分の終端部に対して平行な第2の接続面220に沿った直線状の整列を有し得る。他の構成では、電気接点は、接続面に沿って、例えばテーパー状の延長部分の終端部に対して凸状、凹状又はジグザグ状の整列等といった他の適切な整列を有することがある。
少なくとも一部の構成では、電気接点118のセットの各電気接点は、ノーズ114によって形成されるテーパー状の延長部分の終端部から同じ距離410でオフセットされ得る。他の構成では、接続面に沿って配置される電気接点が、テーパー状の延長部分の終端部から相互に対して異なる距離でオフセットされ得るか、かつ/又はで異なる接続面上に配置される電気接点が、テーパー状の延長部分の終端部から相互に対して異なる距離でオフセットされ得る。これは、例えば取付け及び/又は取外しの間のアーク放電及び/又は静電放電イベントを制限するのを助けるため、信号接点の前に接地又は電力接点を作成する際に有利であり得る。
図4は更に、第1の側面420及び第2の側面430を含むテーパー状の延長部分112を図示している。第1の側面420及び第2の側面430は、第1の接続面210と第2の接続面220との間にテーパー状の延長部分112のそれぞれの対向する面を形成する。一例として、第1の側面420及び第2の側面430は、図3のZ座標軸に沿って見ると、カーブした外側に面したエッジプロファイルを有しており、図4のY座標軸に沿って見ると、真っ直ぐ又は平らな外側に面したエッジプロファイルを有する。他の構成では、側面は、Y座標軸に沿って見ると、カーブしているか、かつ/又は多数の面を有するエッジプロファイルを有し、Z座標軸に沿って見ると、真っ直ぐであるか、多数の面を有するエッジプロファイルを有し、かつ/又は相互に対して異なるエッジプロファイルを有することがある。
図4は、第1の側面420及び第2の側面430がベース110からノーズ114へ相互に向かって先細りになることを図示している。一例において、第1の側面420及び第2の側面430は、第2の対称面360の周囲に相互に向かって対称にて先細りになる。例えば図4は、第1の側面420及び第2の側面430の外側に面したエッジプロファイルを示している。対称の構成では、第1の側面420のテーパー角422の大きさは、第2の側面430のテーパー角432の大きさと等しい。図4では、テーパー角422及び432は、それぞれの側面の外側に面したエッジプロファイルに関して、及び接続軸102及びZ座標軸に対して平行なそれぞれの基準軸に関して測定される。側面のテーパー角は、接続面のテーパー角と同じであってもよく、あるいは接続面のテーパー角より大きいか小さくてもよい。
非限定的な例として、テーパー角422及び432は6度の大きさを有する。別の例として、テーパー角422及び432は10度の大きさを有する。更に別の例として、テーパー角422及び432は6度〜10度の範囲から選択される大きさを有する。更なる例として、テーパー角422及び432は0度より大きく45度までの範囲から選択される大きさを有する。他の構成では、テーパー角422は、テーパー角432よりも大きいか小さくてよい。更に他の構成では、テーパー角422及び432の一方又は双方が0度であるか、相互及び接続軸102に対して平行であってもよい。この構成では、側面は相互に対して傾斜しておらず、テーパー状の延長部分の平行な側壁を提供する。1つの代替案では、平行な側壁は、接続軸102に対して非ゼロの角度を有し、雄型コネクタと雌型コネクタとの間の改善された機械的保持を提供することができる。少なくとも一部の使用シナリオでは、接続軸に対してより小さなテーパー角は、より大きな接続深度及び/又は雌型コネクタによるコネクタ保持を提供するので有利であり、接続軸に対してより大きなテーパー角は、コネクタサイズを減少させ、かつ/又はコネクタを雌型コネクタと結合することを助けるので有利であり得る。また、より小さなテーパー角は、対応する雌型コネクタのX次元における比較的小さな開口部も許容し、したがって、小さなデバイスサイズ及び/又は雌型コネクタの配置のためのオプションを向上させる。
側面は、第1の対称面230の周囲に対称であっても非対称であってもよい。図示される構成では、側面420及び430はそれぞれ、第1の対称面230の周囲に対称である。この例では、第1の対称面230は、第1の側面420と第2の側面430を二等分している。
接続面210及び220、側面420及び430、並びにノーズ114は集合的に、電子コネクタ100のシェル又はフレームを形成し得る。少なくとも一部の構成では、このシェル又はフレームは、一般的な材料又は材料の組合せから形成される単一の統合コンポーネントの形をとることができる。例として、このシェル又はフレームはポリマーから形成され得る。しかしながら、他の適切な材料も使用され得る。
第1の接続面210及び第2の接続面220は、シェル又はフレーム内に、電気接点118によって占有される開口部又はウィンドウを定義することができる。例えば第1の接続面210は、第1の電気接点のサブセット352によって占有される第1の開口部又はウィンドウのサブセットをシェル又はフレーム内に定義し、第2の接続面220は、第2の電気接点のサブセット354によって占有される第2の開口部又はウィンドウのサブセットをシェル又はフレーム内に定義することができる。
ベース110は、一部の構成では、電子コネクタ100のシェル又はフレームの一部を形成することもでき、ベース110を接続面210及び220、側面420及び430、並びにノーズ114と組み合わせて、一般的な材料又は材料の組合せから形成される単一の統合コンポーネントにすることができる。他の構成では、ベース110は、テーパー状の延長部分112とは別個のコンポーネントを形成することができ、テーパー状の延長部分112と同じ又は異なる材料から形成され得る。
電気接点は、任意の適切な導電性の材料又は材料の組合せから形成され得る。導電性の材料の例は、金、銅、銀及びアルミニウムのような金属を含む。しかしながら、電気接点は他の適切な導電性の材料又は材料の組合せから形成されてもよい。電子コネクタ100のコンテキストにおいて、例えば電気接点は、テーパー状の延長部分112の第1の接続面210及び第2の接続面220を形成する材料又は材料の組合せよりも、より良い導電体として機能する材料又は材料の組合せから形成され得る。第1の接続面210及び第2の接続面220は、個々の電気接点の間の電気絶縁体として機能する、任意の適切な材料又は材料の組合せ(例えばポリマー)から形成され得る。
例示の電子コネクタ100のような電子コネクタを、様々な製造技術を使用して構築することができる。非限定的な例として、そのような製造技術は、電子コネクタのテーパー延長部分及びベースコンポーネントについてのプラスチック射出成形、インセット成形、オーバー成形(overmolding);並びに電気接点、電気接地導体及び他の導電性コンポーネントについての金属ブランキング、形成及びスタンピングを含む。手動及び/又は自動組立の処理を使用してコネクタコンポーネントを組み合わせることができる。一例として電気接地導体を、インセット成形された電気接点の2つのサブセット(例えば電気接点のサブセット352及び354)とともにシートメタルから構築し、プラスチックでオーバー成形するか、別個の成形部分(例えばMIM)に挿入し、次いでプラスチックでオーバー成形してテーパー状の延長部分の連続的でスムーズな外面を作成することができる。接点のバックエンドが次いで、パドルカード(例えばPCB)にはんだ付けされるか、有線で直接ケーブルワイヤにはんだ付けされ得る。電子コネクタのベース及びパドルカードが、その後プラスチックでオーバー成形され得る。
少なくとも一部の構成において、電子コネクタ100は更に、1つ以上の磁気吸着素子を含む。一例として、図3及び図4は、電子コネクタ100が、ベース110上又はベース110内に含まれる第1の磁気吸着素子372及び第2の磁気吸着素子374を含むことを図示している。これらの磁気吸着素子は、電子コネクタ100が電気接続を形成するように構成される対応する電子コネクタ(例えば図9の雌型電子コネクタ900)上に又はその中に含まれる磁気吸着素子と整列されるか、その磁気吸着素子に対応し得る。
磁気吸着素子は、永久磁石、電磁石及び/又は別の磁石によって引きつけられる物質を含み得る。永久磁石の非限定的な例はレアアース磁石を含む。しかしながら、他の適切な永久磁石も使用され得る。磁石によって引きつけられる物質の例は、スチール、鉄、ニッケル、コバルト及び特定のレアアース金属の少なくとも一部の形を含む。
電子コネクタ100は、2つの磁気吸着素子を含むように図示されているが、例示の電子コネクタ100等の電子コネクタは、1つ、2つ、3つ、4つ又はそれより多くの磁気吸着素子を含め、任意の適切な量の磁気吸着素子を含むことができる。2つ以上の磁気吸着素子が含まれるとき、個々の磁気吸着素子を、第2の対称面360の両側に配置することができる。
第1の磁気吸着素子372と第2の磁気吸着素子374は、ペアの電子コネクタとインタフェースする間、そのペアの電子コネクタの1つ以上の対応する磁気吸着素子と協働して、電子コネクタ100を所定の位置に磁気的に保持するように構成される。図11は、対応する磁気吸着素子を有する2つのペアの電子コネクタの例を図示している。少なくとも一部の構成では、電子コネクタの個々の磁気吸着素子は同時に、ペアの電子コネクタの2つ以上の磁気吸着素子と協働するように構成され得る。例えば第1の磁気吸着素子372と第2の磁気吸着素子374は同時に、ペアの電子コネクタの共通の1つの磁気吸着素子によって引きつけられて保持されることがある。
一例では、第1の磁気吸着素子372及び第2の磁気吸着素子374は、ベース110内に配置され得る。この例では、第1の磁気吸着素子372及び第2の磁気吸着素子374は、ベース110の接続面380の後ろに隠され得る。別の例では、第1の磁気吸着素子372及び第2の磁気吸着素子374はベース110内に含まれてよく、ここで、第1の磁気吸着素子372及び第2の磁気吸着素子374が、対応する電子コネクタの1つ以上の磁気吸着素子に対して露出され得る。この例では、第1の磁気吸着素子372及び第2の磁気吸着素子374の外側に面する表面は、ベース110の接続面と同一平面であってよく、接続面380に対してくぼんでいても、接続面380に対して突出していてもよい。
あるいはまた、1つ以上の磁気吸着素子が、テーパー状の延長部分112上に又はその中に含まれてもよい。一例では、1つ以上の磁気吸着素子が、テーパー状の延長部分112のノーズ114上に又はその中に含まれ得る。これは、磁気吸着素子の外側に面する表面が、ノーズの接続面と同一平面であるか、ノーズの接続面に対してくぼんでいるか、ノーズの接続面に対して突出している構成を含む。
電子コネクタの磁気吸着素子を形成する永久磁石又は電磁石は、ペアの電子コネクタのもう1つの磁石の反対の極性又は引きつけられる極性に対応するか、その極性とペアになる極性を有することができる。少なくとも一部の実装では、磁極性を使用して、特定の接続方向を強化するか、ペアの電子コネクタ間の正しくない接続方向を除外することができる。
一例として、第1の磁気吸着素子372は第1の極性を有し、第2の磁気吸着素子374は第1の極性とは異なる第2の極性を有し得る。この例では、ペアの電子コネクタは、第1の磁気吸着素子372の第1の極性に引きつけられる極性を有する、対応する磁気吸着素子と、第1の磁気吸着素子372によって遠ざけられる極性を有するもう1つの磁気吸着素子を含み得る。この例を続けると、第2の磁気吸着素子374の第2の極性は、第1の磁気吸着素子372によって遠ざけられた、ペアの電子コネクタの磁気吸着素子に引き付けられ得る。しかしながら、ペアの電子コネクタが2つ以上の接続方向を含む(例えば可逆コネクタ(reversible connector))実装では、第1の磁気吸着素子372及び第2の磁気吸着素子374は、同じ又は同様の極性を有し得る。そのような場合には、ペアの電子コネクタは、電子コネクタ100の第1の磁気吸着素子372及び第2の磁気吸着素子374にそれぞれ引きつけられる1つ以上の対応する磁気吸着素子を有することができる。
別の例として、磁気吸着素子は、その磁気吸着素子の外側に面する表面又は接続面にわたって、空間的に変化する極性(例えば双極性)を含み得る。例えば磁気吸着素子372は、接続面380の第1の部分に沿った第1の極性と、接続面380の第2の部分に沿った、第1の極性とは異なる第2の極性を含み得る。磁気吸着素子374は、磁気吸着素子372からの向きと同じ又は異なる向きに接続面380にわたって空間的に変化する極性を含むことができ、他の電子コネクタの対応する磁気吸着素子を含む可逆又は非可逆性の電子コネクタのペアを提供することができる。
少なくとも一部の構成では、電子コネクタ100は更に、電子コネクタの1つ以上の電気接点に電気的に接続される電気接地導体を含む。一例として、図2及び図4は更に、電子コネクタ100が電気接地導体240を含むことを示している。電子コネクタの電気接地導体は、ペアの電子コネクタのインタフェースにわたって、特により高いデータ転送レート(例えば非限定的な例として5Gbpsの速度)でのシグナルインテグリティを改善し、かつ/又はインピーダンスの不連続性を低減するように機能し得る。
電気接地導体240は、テーパー状の延長部分112及び/又はベース110の少なくとも一部の中に含まれ得る。一例では、電気接地導体240は、第1の対称面230に平行で近いフラットな導電性のプレート部分を含む。例えばプレート部分から反対の接続面までの距離は、ほぼ同じ(すなわち、10%未満の差)であるか、かつ/又はプレート部分から第1の対称面230までの距離は、実質的に、プレート部分から接続面までの距離よりも短い(例えば10%未満)。より特定的な例として、プレート部分は、反対の接続面に対して等距離にあってよい。電気接地導体240のこのフラットな導電性のプレート部分は、第1の対称面230と同一平面上であるか、かつ/又は例えば図2に図示されるような少なくとも一部の構成では、接続軸102を含み得る。そのような構成では、反対にある電気接点は、接地導体から等距離にあり、反対にある電子接点の間のインピーダンスの差は、減少するか除去される。
電気接地導体240は、第1の電気接点のサブセット352の少なくとも1つの電気接地接点と、第2の電気接点のサブセット354の少なくとも1つの電気接地接点に電気的に接続され得る。例えば電気接地導体240は、第1の電気接点のサブセット352の2つ以上の(すなわち複数の)電気接地接点と、第2の電気接点のサブセット354の2つ以上の(すなわち複数の)電気接地接点に電気的に接続され得る。更なる例では、電気接地導体240は、電子コネクタ100の各電気接地接点又は全ての電気接地接点に電気的に接続され得る。各接続面上に少なくとも12個の電気接地接点を有する構成では、電気接地導体は、第1の電気接点のサブセットの少なくとも12個の接地接点と、第2の電気接点のサブセットの少なくとも12個の接地接点に電気的に接続され得る。
電気接地導体240は、代替的に、接地以外の電圧電位(voltage potential)に接続され得る。例えば電気接地導体240は、デバイス内の接地電位(ground potential)に関して、あるいはアース接地に関して、正又は負の電圧電位に接続され得る。
少なくとも一部の構成では、所定の量の中間の非接地接点よりも少ないように、各非接地接点と最も近い電気接地接点との間の距離を制限するよう、電気接地接点を、電力接点及び電気信号接点の間に分散してもよい。一例として、電気接地接点は、全ての非接地接点が最も近い電気接地接点からわずか1つの他の非接地接点だけ離れるよう、第1の接続面210の電気接点301〜320の間で分散され得る。別の例として、電気接地接点は、全ての非接地接点が最も近い電気接地接点からわずか2つの非接地接点だけ離れるよう、第2の接続面220の電気接点321〜340の間で分散され得る。別の例では、導電性のバイアス、コンジット又はチャネルは、接地接点から電気接地導体まで広がり得る。このようにして、信号接点は、接地によって少なくとも3つの面でシールドされ得る。電子コネクタ10の電気接点118のセットについてのピンアウト構成の非限定的な例は、図13A、図13B及び図13Cに関連して更に詳細に説明される。
以前に説明した例示の構成の観点では、ペアの電子コネクタとの2つ以上の異なる接続方向の間における、例示の電子コネクタ100のような電子コネクタの可逆性は、1つ以上の対称的な特徴を含めることによって達成され得ることが認識されよう。対称的な特徴の例には、(1)対称接続面、対称側面等のような対称コネクタの形状、(2)対称的な電子接点の配置及び/又は(3)第1の対称面230及び/又は第2の対称面360の周囲の対称的な磁気吸着素子が含まれる。
ペアの電子コネクタとの単一の接続方向のみをサポートする電子コネクタの非可逆性は、1つ以上の非対称の特徴を含めることによって達成され得ることも認識されよう。これらの非対称の特徴を使用して、特定の接続方向を強化し、ペアの電子コネクタの間の正しくない接続方向を除外することができる。非対称の特徴の非限定的な例には、(1)非対称の接続面、非対称の側面等のような非対称コネクタの形状、(2)非対称の電気接点の配置及び/又は(3)第1の対称面230及び/又は第2の対称面360の周囲の非対称の磁気吸着素子が含まれる。
図14は、導電性の牙部分(fang)(とがった部分)1402を含む例示の電子コネクタ1400を図示している。導電性の牙部分1402は、図1の電気接点122及び124と同じ接地接続点を提供するが、さらに、雌型電子コネクタが、(例えば図11の側面のフィンガースプリング1170及び1180を介して)牙部分の面に接地することも可能にする。牙部分1402は、金属射出成形によって、あるいは導電性金属(例えばアルミニウム、スチール等)を材料とする別のプロセスによって作成され得る。非導電性セパレータ1404は、接点間のショートを防止するよう様々な電気接点1406の周囲に適合され得る。非導電性セパレータ1404、電気接点1406及び牙部分1402は、概ねスムーズな接続面を作成するよう、サイズ調整され、配置され得る。あるいはまた、少なくとも一部の例では、牙部分1402はコネクタの電磁シールドを増加させるように機能し得る。
図5〜図8は、第2の構成を有する例示の電子コネクタ500を図示している。電子コネクタ500は、テーパー状の延長部分の形状及び電気接点の配置における相違を除いて、多くの点で前述の電子コネクタ100と類似している。この構成では、電子コネクタの接続面は各々、その接続面に沿った電気接点を2つのグループに分ける、くぼんだ領域を含む。少なくとも一部の実装では、これらのくぼんだ領域は、電子コネクタを接続している間の挿入フリクションを減少させるように機能し、さらに、ペアの電子コネクタとの接続を確立することを助けるのに使用される、磁気吸着素子のサイズ及び/又は強さの低減を可能にすることができる。
電子コネクタ500は同様に、例えば対応する雌型電子コネクタとインタフェースして、電気接点518のセットにわたる1つ以上の電気接続を形成するように構成される、雄型電子コネクタの形をとることができる。電子コネクタ500は、図1の電子コネクタ100とは異なるが、双方のコネクタとも、同じ雌型コネクタ(例えば図9の雌型電子コネクタ900)と整合し得る。
一例として、電子コネクタ500は、接続軸502に沿って別の対応する電子コネクタに結合されるか、結合解除され得る。図2では、例えば接続軸502は、電子コネクタ500が別の電子コネクタとインタフェースする接続軸502に沿った方向を表す矢印を含む。電子コネクタ500は、図5に図示される矢印と反対の方向に、接続軸502に沿って他の電子コネクタに対して電子コネクタ500を引っ張り出すことによって接続解除され得る。接続軸502は、図5に図示される3次元のデカルト座標系のZ座標軸と平行であるか同一線上にある。
図5を参照すると、電子コネクタ500は、ベース510と、ベース510から突出するテーパー状の延長部分512を含む。テーパー状の延長部分512は、このテーパー状の延長部分512の終端部を形成するノーズ514を含む。電子コネクタ500は、電力、電気信号及び/又は接地基準を伝送するために1つ以上の導電性ワイヤを含むコネクタケーブル516を含むか、これとインタフェースすることができる。
図5〜図8に図示される構成では、電子コネクタ500のベース510は、電子コネクタ100のベース110と異なる形状を有する。例えばベース510は、円形のたる形(circular barrel shape)を含み、この形状では、コネクタケーブル516は、ベース510によって形成される、たる形の端部とインタフェースする。電子コネクタ100のベース110とは対照的に、電子コネクタ500のベース510は、電子コネクタ100の向きに対して異なる向きのコネクタケーブルを含むか、これとインタフェースする。しかしながら、ベース510及びベース110は、相互に交換可能であり、他の適切なコネクタケーブルの向き及び/又はベースの形状を用いることができる。更に他の構成では、電子コネクタ100のベース110及び電子コネクタ500のベース510は、ドッキングステーション又は電子デバイスのシャーシ又は本体と統合され得るか、そのような形をとることができる。
少なくとも一部の構成では、電子コネクタ100又は500のような電子コネクタの電気接地導体は、電子コネクタのノーズに沿って配置される1つ以上の追加の電気接点に電気的に接続され得る。図1は、電気接点122及び124がノーズ114に沿って配置される例を図示している。この例では、電気接点122及び124は、ペアの電子コネクタの対応する電気接点に対して露出される、外部に面した接続面を含む。少なくとも一部の構成では、電気接点122及び124は、少なくとも部分的にテーパー状の延長部分内に含まれる電気接地導体のそれぞれの部分と統合され、これらの部分を形成する。この構成の例は、図11に関連して更に詳細に説明される。
ノーズ114は、電気接点122及び124によって占有される、対応する開口部又はウィンドウを定めることができる。電気接点122及び124の外部に面している接続面は、ノーズ114と同一平面にあるか、ノーズ114に対して突出するか、ノーズ114に対してくぼんでいてもよい。他の構成では、電気接点122及び/又は124を(例えば図5に図示されるように)省略してもよく、非接地接点を含め、より多くの量の電気接点をノーズ114に沿って配置してもよい。図5〜図8には図示されていないが、電子コネクタ500は、任意選択により、電子コネクタのノーズに沿って配置される電気接点を有するように構成され得る。
図6は、X座標軸に沿って見るときの図5の例示の電子コネクタ500を図示している。テーパー状の延長部分512は、第1の接続面610及び第2の接続面620を含む。第1の接続面610及び第2の接続面620は、相互に対して傾斜されており、XZ座標面と平行又はこれと同一平面上にある第1の対称面630の周囲に相互に向かって対称に先細りになっている。接続軸502は、第1の対称面630内に含まれる。第1の接続面610は、接続軸502に関して測定される第1のテーパー角612を有する。第2の接続面612は、接続軸502に関して測定される第2のテーパー角622を有する。テーパー角612及び622は、この対称構成では同一の大きさを有する。テーパー角612及び622は、以前に説明した電子コネクタ100のテーパー角212及び222と同じであってもよく、異なっていてもよい。
図7は、Z座標軸に沿って見るときの図5の例示の電子コネクタ500を図示している。この例では、第1の接続面610は、少なくとも部分的にベース510へ向かって延長部分512の終端部から伸びる第1のくぼみ領域790を含む。少なくとも一部の構成では、第1のくぼみ領域790は、第2の対称面760の周囲に対称であり得る。図7に示される例では、第2の対称面760は、第1の対称面630に対して直交し、接続軸502を含み、YZ座標面と平行であるか同一平面上にある。他の構成では、第1のくぼみ領域790は、第2の対称面760の周囲に非対称であってよい。
図示される構成では、第1のくぼみ領域790は、第1の電気接点のサブセット752の第1の部分(例えば半分又は他の適切な量)と、第1の電気接点のサブセット752の別の部分(例えば半分又は他の適切な量)との間に配置される。例えば図7は、第1の接続面610に沿って第1のくぼみ領域790の一方の面上に配置される3つの電気接点と、第1の接続面610に沿って第1のくぼみ領域790の他方の面上に配置される3つの電気接点を示している。
テーパー状の延長部分512は、少なくとも部分的にベース510へ向かって延長部分512の終端部から伸びる第2の接続面620内に第2のくぼみ領域792を含む。この例では、第2のくぼみ領域792は、第2の対称面760の周囲に対称であり得る。他の構成では、第2のくぼみ領域792は、第2の対称面760の周囲に非対称であってよい。
図示される構成では、第2のくぼみ領域792は、第2の電気接点のサブセット754の第1の部分(例えば半分又は他の適切な量)と、第2の電気接点のサブセット754の別の部分(例えば半分又は他の適切な量)との間に配置される。例えば図7は、第2の接続面620に沿って第2のくぼみ領域792の一方の面上に配置される3つの電気接点と、第2の接続面620に沿って第2のくぼみ領域792の他方の面上に配置される3つの電気接点を示している。図7では、電気接点は、第2の接続面620に沿いの(右から左に順序付けされる)参照番号701〜703及び718〜720によって、及び第1の接続面610に沿いの(左から右に順序付けされる)参照番号721〜723及び738〜740によって示される。電子コネクタ500の電気接点518についてのピンアウト構成の非限定的な例は、図13A、図13B及び図13Cに関連して更に詳細に説明される。
図示される構成では、第1のくぼみ領域790及び第2のくぼみ領域792も、第1の対称面630の周囲に対称である。例えば図7は、上方及び下方の接続面上の電気接点を含む、(Y座標軸に沿って測定されるような)厚みのある端部(thicker end portion)を有するように、ノーズ514によって形成されるテーパー状の延長部分512の終端部を図示している。厚みのある端部は、電気接点を含まない(Y座標軸に沿って測定される)薄い内部領域によって中央(middle)に組み込まれる。他の構成では、第1のくぼみ領域790及び第2のくぼみ領域792は、第1の対称面639の周囲に非対称であってよい。
図8は更に、テーパー状の延長部分512が第1の側面820及び第2の側面830を含むことを図示している。第1の側面820及び第2の側面830は、第1の接続面610と第2の接続面620との間にテーパー状の延長部分512のそれぞれの対向する面を形成する。一例として、第1の側面820及び第2の側面830は、図7のZ座標軸に沿って見ると、カーブした外側に面したエッジプロファイルを有し、図8のY座標軸に沿って見ると、真っ直ぐ又はフラットな外側に面したエッジプロファイルを有する。他の構成では、側面は、Y座標軸に沿って見ると、カーブしているか、かつ/又は多数の面を有するエッジプロファイルを有し、Z座標軸に沿って見ると、真っ直ぐであるか、多数の面を有するエッジプロファイルを有し、かつ/又は相互に対して異なるエッジプロファイルを有することがある。
図8は更に、第1の側面820及び第2の側面830が、ベース510からノーズ514へ相互に向かって先細りになっていることを図示している。一例において、第1の側面820及び第2の側面830は、第2の対称面760の周囲に相互に向かって対称に先細りになっている。図8は、第1の側面820及び第2の側面830の外側に面したエッジプロファイルを示している。図示される構成では、第1の側面820のテーパー角822の大きさは、第2の側面830のテーパー角832の大きさと等しい。図8では、テーパー角822及び832は、接続軸502及びZ座標軸に対して平行な基準軸及びそれぞれの側面の外側に面したエッジプロファイルに関して測定される。
電子コネクタ500は更に、1つ以上の磁気吸着素子を含む。一例として、図7及び図8は更に、電子コネクタ500が、ベース510上又はベース510内に含まれる第1の磁気吸着素子772及び第2の磁気吸着素子774を含むことを示している。電子コネクタ500は、他の構成では、異なる量及び/又は配置の磁気吸着素子を含み得る。
電子コネクタ500は更に、電子コネクタ100の電気接地導体240に関連して以前に説明したような、電気接地導体を含むことができる。少なくとも一部の構成では、この電気接地導体は、電子コネクタ500のノーズ514を通って伸びる1つ以上の部分を有するか、ノーズ514に沿って配置される1つ以上の外側に面した電気接点に電気的に接続され得る。
図9は、Z座標軸に沿って見るときの、第3の構成を有する電子コネクタ900を図示している。電子コネクタ900は、対応する雄型電子コネクタとインタフェースして1つ以上の電気接続を形成するように構成される、雌型電子コネクタの形をとることができる。例として、電子コネクタ900は、以前に説明した図1の電子コネクタ100及び/又は以前に説明した図5の電子コネクタ500と結合されるように構成される。したがって、少なくとも一部の実装では、電子コネクタ900は、異なる構成を有する2つ以上の雄型電子コネクタの関連するグループについて、ユニバーサルな雌型電子コネクタの形をとることができる。
電子コネクタ900は、対応する雄型電子コネクタのテーパー状の延長部分を受け取るレセプタクルとして機能する開口部952を定義するコネクタ体950を含む。電子コネクタ100のテーパー状の延長部分112又は電子コネクタ500のテーパー状の延長部分512は非限定的な例である。図9は、開口部952の周囲にコネクタ体950の接続面954を図示している。
電子コネクタ900は、開口部952内に配置される電気接点970のセットを含む。電気接点970の各々は、雄型電子コネクタの対応する電気接点と接触し、コネクタペアにわたる1つ以上の電気接続を確立するように構成され得る。電気接点970のピンアウト構成の非限定的な例は、図13A、図13B及び図13Cに関連して更に詳細に説明される。
電気接点970は、第1の電気接点のサブセット972及び第2の電気接点のサブセット974を含むことができる。例として、第1の電気接点のサブセット972は20個の電気接点を含み、第2の電気接点のサブセット974も20個の電気接点を含み得る。第2の電気接点のサブセット974の個々の電気接点は、図9では(左から右へ)参照番号901〜920でラベル付けされている。第1の電気接点のサブセット972の個々の電気接点は、図9では(右から左へ)参照番号921〜940でラベル付けされている。
電子コネクタ100とインタフェースする電子コネクタ900のコンテキストでは、例えば電気接点901〜920が電気接点301〜320とそれぞれインタフェースし、電気接点921〜940が電気接点321〜340とそれぞれインタフェースする。可逆的なコネクタペアの構成では、電気接点901〜920が電気接点321〜340とそれぞれインタフェースし、電気接点921〜940が電気接点301〜320とそれぞれインタフェースする。
電子コネクタ500とインタフェースする電子コネクタ900のコンテキストでは、電気接点901〜903が電気接点701〜703とそれぞれインタフェースし、電気接点918〜920が電気接点718〜720とそれぞれインタフェースし、電気接点921〜923が電気接点721〜723とそれぞれインタフェースし、電気接点938〜940が電気接点738〜740とそれぞれインタフェースする。電子コネクタ500は、少なくとも一部の構成では電子コネクタ900と可逆的なコネクタペアを形成することができる。
電子コネクタ900は更に、コネクタ体950上又はコネクタ体内に含まれる1つ以上の磁気吸着素子を含む。例えば図9は、開口部952の第1の面に配置される第1の磁気吸着素子956と、開口部952の第1の面と反対の第2の面に配置される第2の磁気吸着素子958を図示している。磁気吸着素子956及び958は、例示の電子コネクタ100及び/又は電子コネクタ500の対応する磁気吸着素子と整列され得るか、その磁気吸着素子に引きつけられるように構成され得る。
開口部952は、少なくとも部分的に、コネクタ体950の1つ以上の内側の面によって定められ得る。少なくとも一部の構成では、コネクタ体950の1つ以上の内側の面は、雄型電子コネクタのテーパー状の延長部分の形状の反対を定義する。これらの1つ以上の内側の面は、例えば以前に説明した電子コネクタ100及び500の第1及び第2の接続面、第1及び第2の側面、並びにノーズのうちの1つ以上に対応し、かつ/又は適合し得る。
電子コネクタ100とインタフェースする電子コネクタ900のコンテキストでは、例えばコネクタ体950は:開口部952の天井を形成し、電子コネクタ100の第1の接続面210に対応するか、かつ/又は適合する第1の接続面960と;開口部952の床部分を形成し、第2の接続面220に対応するか、かつ/又は適合する第2の接続面962と;開口部952の第1の側壁を形成し、第1の側面420に対応するか、かつ/又は適合する第1の内部側面964と;開口部952の第2の側壁を形成し、第2の側面430に対応するか、かつ/又は適合する第2の内部側面966と;開口部952の終端部を形成し、ノーズ114に対応するか、かつ/又は適合する内部終端部の面968と;のうちの1つ以上を含み得る。第1の内部接続面960は、例えば第1の電気接点のサブセット972を含み、第2の内部接続面962は第2の電気接点のサブセット974を含み得る。
開口部952を形成するこれらの1つ以上の内側の面のうちの幾つか又は全てあるいはその一部は、雄型電子コネクタとインタフェースする間に、その雄型電子コネクタのデーパー状の延長部分の対応する面の幾つか又は全てと接触することがある。電子コネクタ900の接続面954又はその一部は、例えば電子コネクタ100とインタフェースするときに、電子コネクタ100の接続面380又はその一部と接触することがある。
さらに、少なくとも一部の構成では、以前に説明した開口部952の内側の面のうちの1つ以上が、雄型電子コネクタの1つ以上の面と接触する1つ以上の動的なインタフェースを含むか、これにより増強され得る。例として、1つ以上の動的なインタフェース要素は、フィンガースプリング又はリーフスプリングを含むか、このような形をとることができる。
図10及び図11は、例示の電子コネクタ900のコンテキストにおける動的なインタフェース要素の例を示す。図10は、開口部952の1つ以上の内部の面を公開する例示の電子コネクタ900のビューを示している。図10では、第2の内部接続面962が更に詳細に図示されており、接続面のフィンガースプリング1010のセットを含む。
接続面のフィンガースプリング1010は、図示される例では、4つの個々のフィンガースプリングを含む。しかしながら、より少ない又はより多くのフィンガースプリングを用いてもよい。図示される例では、各フィンガースプリングは、接続面962に沿って相互から均等に間隔をおいて配置される。しかしながら、異なるサイズ又は配置の均等及び/又は不均等な間隔を含め、他の適切な間隔を使用してもよい。図10に更に図示されるように、各フィンガースプリングは接続面954と整列され、同じ距離によって接続面954からオフセットされる。しかしながら、他の適切な整列及び/又はオフセットを、接続面のフィンガースプリングに利用することができる。例えば接続面のフィンガースプリングのセットは、接続面954に関して測定されるように、フィンガースプリングの一部又は全てについて異なるオフセット距離を用いてもよい。
少なくとも一部の構成では、接続面フィンガースプリング1010は、第2の内部接続面962から形成されるか、第2の内部接続面962と統合され得る。例示のフィンガースプリング1014は、ジョイント1018によって第2の内部接続面962の残りの部分に接続されるスプリングアーム1016を含む。スプリングアーム1016は、第2の内部接続面962によって形成されるか第2の内部接続面962内のエアギャップ1020によって少なくとも部分的に囲まれ、スプリングアーム1016がジョイント1018の周囲で変形して旋回することを可能にする。ジョイント1018の反対にあるスプリングアーム1016の終端部は、図9では、第2の内部接続面962の他の周囲部分と比べて高くなっているように図示されている。雄型電子コネクタの表面がスプリングアーム1016の終端部に接触し、押し下げると、スプリングアームは、開口部952内において雄型電子コネクタを保持すること及び/又は整列させることを助ける反対の力を、雄型電子コネクタの表面に加える。フィンガースプリングは、コネクタシェルとデバイスシャーシとの間に接地接点を作るようにも機能することができる。フィンガースプリングは、レーザー溶接又は別の取付け手順を介して内部接続面に取り付けられる別個の部分として、一体的に形成され、かつ/又は作成される。
図1の例示の電子コネクタ100のコンテキストでは、例えば接続面フィンガースプリング1010の各々は、電子コネクタ100が、電子コネクタ900とインタフェースして電気的に接続している間、少なくとも、第2の電気接点354のセットとベース110との間に配置される領域内で、第2の接続面220に接触する。
少なくとも一部の構成において、第1の内部接続面960は、第2の内部接続面962の以前に説明した接続面フィンガースプリング1010をミラーリングし、その反対側にある、接続面フィンガースプリングのセットを含み得る。第1及び第2の内部接続面に沿って配置されるフィンガースプリングは、接続面との接触を通して開口部952内の雄型電子コネクタのテーパー状の延長部分を保持するか、かつ/又は整列させるように機能することができる。第1及び第2の内部接続面に沿って配置されるフィンガースプリングは、類似又は非類似の配置を有してもよく、フィンガースプリングを第1の内部接続面及び/又は第2の内部接続面から省略してもよい。他の構成では、接続面フィンガースプリングを内部接続面と統合しなくてもよく、代わりに、内部接続面に固定するか、内部接続面内に形成される開口部を通して開口部952へと突き出てもよい。
図10は更に、内部終端部面968に沿って配置される終端部フィンガースプリング1030のセットを図示している。この終端部フィンガースプリング1030のセットは、図11に更に詳細に図示されている。
図11は、1つ以上の電気接続を形成するように相互にインタフェースする、雄型電子コネクタ1102の形の電子コネクタペア1100と、以前に説明した電子コネクタ900を図示している。図11では電子コネクタペア1100をY座標軸に沿って見る。
例として、雄型電子コネクタ1102は、以前に説明した図1の電子コネクタ100又は図5の電子コネクタ500の形をとることができる。このコンテキストにおいて、雄型電子コネクタ1102は同様に、ベース1110と、ベース1110から突出するテーパー状の延長部分1112を含む。テーパー状の延長部分1112は、このテーパー状の延長部分1112の終端部を形成するノーズ1114を含む。
図11では、テーパー状の延長部分1112は、電子コネクタ900によって開口部952を通して受け取られている。例えばテーパー状の延長部分1112は、図11に図示されるZ座標軸と平行又は同一線上の接続軸に沿って開口部952へ挿入され得る。
テーパー状の延長部分1112は、第1の側面1116及び第2の側面1118を含むことができる。雄型電子コネクタ1102は更に、部分的にテーパー状の延長部分1112内に、部分的にベース1110に含まれる電気接地導体1120を含む。導体1120は、ノーズ1114を通って伸び、電子コネクタ900へと露出される、第1の部分1122及び第2の部分1124を含む。第1の部分1122及び第2の部分1124の外側に面した表面は、電気接点の形をとることができる。
少なくとも一部の構成では、電子コネクタ900は、電気接地導体1130も含む。導体1130は、以前に説明した図10の終端部フィンガースプリング1030のセットを含み得る。一例では、終端部フィンガースプリング1030は、第1の終端部フィンガースプリング1140及び第2の終端部フィンガースプリング1160を含み得る。しかしながら、終端部フィンガースプリング1030は、他の適切な量のフィンガースプリングを含んでよく、あるいは他の構成では、終端部フィンガースプリングを省略してもよい。
第1の終端部フィンガースプリング1140は、ジョイント1144によって導体1130の残りの部分に接続されるスプリングアーム1142を含む。スプリングアーム1142は少なくとも部分的にエアギャップ1146によって囲まれ、スプリングアーム1142はジョイント1144の周囲で変形又は旋回することが可能になる。スプリングアーム1142の終端部は、導体1120の第1の部分1122に接触するエルボー1148を含み得る。例えば図11は、エルボー1148が雄型電子コネクタ1102の第1の部分1122によって接触されている状態で、エルボー1148が内部終端部の表面968内に形成される開口部を通して突き出る様子を示している。
第2の終端部フィンガースプリング1160は、ジョイント1164によって導体1130の残りの部分に接続されるスプリングアーム1162を含む。スプリングアーム1162は少なくとも部分的にエアギャップ1166によって囲まれ、スプリングアーム1162はジョイント1164の周囲で変形又は旋回することが可能になる。スプリングアーム1162の終端部は、導体1120の第2の部分1124に接触するエルボー1168を含み得る。例えば図11は、エルボー1168が雄型電子コネクタ1102の第2の部分1124によって接触されている状態で、エルボー1168が内部終端部面968内に形成される開口部を通して突き出る様子を示している。
終端部フィンガースプリング1030のセットを介するような、導体1120と導体1130との間の接触を使用して、雄型電子コネクタ1102と電子コネクタ900との間の1つ以上の電子接地接続を確立することができる。これらの1つ以上の電子接地接続は、雄型電子コネクタ1102の電子接地接点のセットと、電子コネクタ900の電子接地接点の対応するセットとの間で確立された1つ以上の電子接地接続に対する追加又は代替とすることができる。対称の面で機能的に連続する接地面を確立することは、コネクタ嵌合部(connector mating interface)で極めて安定したインピーダンスを維持することを助け、したがってシグナルインテグリティを向上させる。
少なくとも一部の構成において、電子コネクタ900は、雄型電子コネクタ1102の第1の側面1116及び第2の側面1118に接触する側面フィンガースプリングのセットを含み得る。一例において、側面フィンガースプリングのセットは、第1の側面フィンガースプリング1170及び第2の側面フィンガースプリング1180を含み得る。側面フィンガースプリングは、側面1116及び1118との接触を通して開口部952内のテーパー状の延長部分1112を保持及び/又は整列させる働きをすることができる。
第1の側面フィンガースプリング1170は、ジョイント1174によってコネクタ体に接続されるスプリングアーム1172を含む。スプリングアーム1172は少なくとも部分的にエアギャップ1176によって囲まれ、スプリングアーム1172はジョイント1174の周囲で変形又は旋回することが可能になる。スプリングアーム1172の終端部は、雄型電子コネクタ1102の第1の側面1116に接触するエルボー1178を含み得る。一例において、スプリングアーム1172は、第1の側面1116がエルボー1178に接触すると変形して旋回し、次いで、開口部952内においてテーパー状の延長部分1112を保持及び/又は整列させるのを助ける力を第1の側面1116に加える。
第2の側面フィンガースプリング1180も同様に、ジョイント1184によってコネクタ体に接続されるスプリングアーム1182を含む。スプリングアーム1182は少なくとも部分的にエアギャップ1186によって囲まれ、スプリングアーム1182はジョイント1184の周囲で変形又は旋回することが可能になる。スプリングアーム1182の終端部は、雄型電子コネクタ1102の第2の側面1118に接触するエルボー1188を含み得る。一例において、スプリングアーム1182は、第2の側面1118がエルボー1188に接触すると変形して旋回し、次いで、開口部952内においてテーパー状の延長部分1112を保持及び/又は整列させるのを助ける力を第2の側面1118に加える。
少なくとも一部の構成では、第1の側面フィンガースプリング1170及び第2の側面フィンガースプリング1180は、異なる相対的サイズ及び/又は形状を有するテーパー状の延長部分の範囲に適合することができる。一例では、側面フィンガースプリング1132は、異なるテーパー角を有する異なる雄型電子コネクタの側面に適合することができる。例として、側面フィンガースプリング1132は、6〜10度の範囲から選択されるテーパー角を有する側面を含む電子コネクタ100に適合することができ、6〜10度の範囲から選択される異なるテーパー角を有する側面を含む電子コネクタ500にも適合することができる。ここで、電子コネクタ900は、各側面について少なくとも4度のテーパー角範囲、あるいは両側面にわたって8度の合計範囲に適合することができる。
図11は、雄型電子コネクタ1102の対応する磁気吸着素子1196と整列されて磁気的に引きつけられる電子コネクタ900の第1の磁気吸着素子956を図示している。例として、磁気吸着素子1196は、以前に説明した電子コネクタ100の磁気吸着素子374又は電子コネクタ500の磁気吸着素子774を指し得る。図11は更に、雄型電子コネクタ1102の対応する磁気吸着素子1198と整列されて磁気的に引きつけられる電子コネクタ900の第2の磁気吸着素子958を図示している。非限定的な例として、磁気吸着素子1198は、以前に説明した電子コネクタ100の磁気吸着素子372又は電子コネクタ500の磁気吸着素子772を指し得る。
図12は、傾斜した接続面によって2つの電子コネクタの間の非可逆性の接続を提供する、別の例示の電子コネクタペア1200を図示している。電子コネクタペア1200は、雄型電子コネクタ1210と雌型電子コネクタ1220を含む。図12では、電子コネクタペア1200は、X座標軸に沿って示されており、雄型電子コネクタ1210は、Z座標軸に沿って雌型電子コネクタ1220とインタフェースする。
雄型電子コネクタ1210は、ベース1212と、ベース1212から突出するテーパー状の延長部分1214を含む。ベース1212は、接続軸、図12に図示されるZ座標軸及びY座標軸に対して傾斜した接続面1216を含む。言い換えると、接続面はXY面又はXZ面のいずれにも平行ではない。例示の構成では、接続面1216は、平面又は概ね平面の接続面の形をとることができる。接続面1216はまた、XZ座標面に対して平行な面1218の周囲に非対称であり、テーパー状の延長部分1214の中心線に沿って配置される。
雌型電子コネクタ1220は、接続面1226内に形成される開口部1224を有するコネクタ体1222を含む。接続面1226は、例示の構成では、平面又は概ね平面の接続面の形をとることができる。接続面1226はまた、接続軸、Z座標軸及びY座標軸に対して、雄型電子コネクタ1210の接続面12126と同じ角度で傾けられる。また、接続面1226は、雌型電子コネクタ1220が雄型電子コネクタ1210と整列されるときに、面1218の周囲に非対称である。
図12は、接続面がZ座標軸とY座標軸の双方に対して傾けられる例を図示しているが、接続面は、非可逆性の接続を提供しつつ、大体的な座標軸又は追加の座標軸に対して傾斜されてもよい。一例では、接続面は、Z座標軸とX座標軸の双方に対して傾けられるが、Y座標軸に対しては傾けられなくてもよい。別の例では、接続面は、Y座標軸とX座標軸の双方に対して傾けられるが、Z座標軸に対しては傾けられなくてもよい。更に別の例では、接続面は、Z座標軸、Y座標軸及びZ座標軸に対して傾けられ得る。
本明細書で開示される電子コネクタは、電子デバイスに使用され得るマルチ機能電子コネクタの形をとることができる。非限定的な例として、電子デバイスは、タブレットコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ノートブックコンピュータ、ハンドヘルドスマートフォン、デジタルカメラ、グラフィカルディスプレイデバイス、ウェアラブルデバイス、サーバデバイス、電子機器又は他の適切な電子デバイス等のようなコンピューティングデバイスの形をとることができる。開示される電子コネクタは、複数の独立したコネクタの必要性に取って代わり、あるいはその必要性を低減させることができる。少なくとも一部の構成では、開示される電子コネクタは、電子デバイス上に配置されるか、電子デバイスとインタフェースする電子コネクタとして機能するに過ぎない。他の構成では、開示される電子コネクタの2つ以上が同じデバイス上に存在してもよい。そのような構成では、デバイスは、異なる接続デバイスの間で電力及び/又はデータを渡すように構成され得る。
開示される電子コネクタは、高速なデータ転送、ネイティブのビデオ入力/出力及び/又は電力を含め、データ集中の使用シナリオの広範な範囲にわたる複数の機能を満たすことができる。開示される電子コネクタによってサポートされ得るシグナリング機能の非限定的な例は、他の中でも特に、USB 2.0、USB 3.0、USB 3.1、ディスプレイポート(Display Port:DP)、mDP、HDMI(登録商標)、PCIE及びTHUNDERBOLT(TM)を含む。開示される電子コネクタは、グラフィック処理をグラフィカル処理デバイスにオフロードし、あるいは(例えばハードドライブへ又はハードドライブから)データをデータストレージデバイスにオフロードすることを可能にすることができる。開示される電子コネクタによって、40Gbpsまで又は潜在的にはそれより高くまでスケーラブルな20Gbpsのデータ転送レートが達成され得るが、より少ないコネクタピン(例えば4コネクタピン)にわたって電力限定(power-only)動作モード(例えば6-A電力容量)がサポートされる。
図13A、図13B及び図13Cは、電子コネクタ用の例示のピンアウト構成を示す表1300を示している。表1300は、垂直軸に沿ったピン識別子(P.1〜P.40)と、水平軸に沿った様々な異なるピンアウト構成(構成A〜構成H)を提供する。表1300の各ピン識別子は電子コネクタのそれぞれの電子接点に対応する。表1300内の各値は、対応するピン識別子及びピン構成についてのそれぞれの機能を指す。
表1300内の例示の機能は、電力、接地及び/又は通信信号のうちの1つ以上のインスタンスを含む。通信信号は、デジタル又はアナログ信号の形をとることができる。表1300内の特定の値が「VC」という値を含む場合、その電気接点は電子コネクタから任意選択で省略されてもよく、電子コネクタに含まれてもよいが、そうでなければ、他の電気接点又はコネクタとの相互作用から非アクティブにされるか結合解除され得る。
表1300は、垂直軸に沿って、以前に説明した図1の電子コネクタ100、図5の電子コネクタ500及び図9の電子コネクタ900の電気接点にピン識別子を関連付ける参照番号を含む。表1300内のこれらの参照番号は、以前の説明した電子コネクタのピンアウト構成の例として提供されている。他の適切なピンアウト構成も使用され得る。さらに、表1300内で示されるピンアウト構成が、他の形式又は構成を有する電子コネクタとの組合せで使用され得る。
表1300及び以前の例示の電子コネクタは、幾つかの潜在的な構成を提供し、そのような構成では、電子コネクタが、更に多くの接点(例えば40個の接点/ピン)又はより少ない接点(例えば12個の接点/ピン)を含み、ペアの電子コネクタがいずれかの構成とインタフェースし得る。この複数の電子コネクタの範囲にわたるマルチ構成アプローチは、完全な範囲の接点又はピンよりも少ないものを用いる特定の実装(例えば電力限定実装)について、低減したコストの形でコストスケーリングを可能にすることができる。異なる数の接点又はピンは、形状及びサイズに関するコネクタのフォームファクタと、ケーブル形状及びサイズにスケーラビリティを与えることもでき、設計者により広い範囲の利用可能なフォームファクタ、機能性及びコストを提供することができる。
ピンアウト構成の構成Aは、ピン識別子P.1、P.20、P.21及びP.41で電力接点を含む。この構成の少なくとも一部の実装では、ピン識別子P.1及びP.40がブリッジされ、ピン識別子P.20及びP.21がブリッジされ得る。これらの電力接点は、1以上の電圧で電力を伝達し得る。例えば電力接点は、アクセサリ電子デバイスへ又はアクセサリ電子デバイスから5ボルトを伝達し、ディスプレイデバイスには接点当たり1アンペアで12ボルトを伝達し得る。
構成Aは更に、ピン識別子P.2、P.19、P.22及びP.39で信号接点HPDを含む。HPDは、電子コネクタの他の電気接点上で伝送される電力を開始するか終了するために接続電子デバイスによって使用され得る、ホットプラグ検出(hot plug detection)信号を指す。一例では、第1の信号接点(HPD1)がピン識別子P.2及びP.39で含まれており、ピン識別子P.1、P.20、P.21及び/又はP.40のうちの1つ以上のための電力制御に使用され得る。第2の信号接点(HPD2)が、ピン識別子P.19及びP.22で含まれており、ピン識別子P.1、P.20、P.21及び/又はP.40のうちの1つ以上のための電力制御に代替又は追加として使用され得る。この例では、ピン識別子P.2及びP.39が相互にブリッジされてよく、ピン識別子P.19及びP.22が相互にブリッジされてよい。少なくとも一部の実装では、2つ以上の信号接点HPD1が、それぞれHPD1A及びHPD1Bとして示される異なるHPD信号を含み得る。同様に、信号接点HPD2が、それぞれHPD2A及びHPD2Bとして示される異なるHPD信号を含み得る。したがって、構成Aは、実装に応じて、2つ、3つ又は4つの異なるHPD信号を伝達するのに使用され得る。一例では、信号接点HPD2A及びHPD2Bは、ドックアクセサリー認証パワー(dock accessory authentication power)に対応する。
構成Aは、ピン識別子P.3、P.6、P.9、P.12、P.15、P.18、P.23、P.26、P.29、P.32、P.35及びP.38で接地接点を含む。接地接点は、電力と信号接点の双方の接地として機能し得る。この構成の少なくとも一部の実装では、以下のピン識別子のペアが相互にブリッジされ得る。すなわち、P.3とP.38、P.6とP.35、P.9とP.32、P.12とP.29、P.15とP.26、P.18とP.23.が相互にブリッジされ得る。構成Aは、各電力又は信号接点が、最大でも、最も近い接地接点から1つの中間の非接地接点によって分離されるように、接地接点が電力及び信号接点の間で分散される例を図示している。少なくとも一部の実装では、構成Aは、電力、接地及びHPD信号接点の可逆性に起因して、2つの接続方向を有する可逆接続を提供する。
構成Bは、ピン識別子P.6、P.9、P.12、P.15、P.26、P.29、P.32及びP.35では接地接点が存在しないことを除いて、構成Aと同様のピンアウト構成を含む。構成Bは、例えばピン識別子P.4〜P.17及びP.24〜P.37が、接続面のくぼんだ領域に対応する、図5の電子コネクタ500との組合せで使用され得る。少なくとも一部の実装では、構成Bは、電力、接地及びHPD信号接点の可逆性に起因して、可逆接続を提供する。
構成Cは、ピン識別子P.16、P.17、P.36及びP.37が集合的に、信号接点USB 2.0+及びUSB 2.0−を介してUSB 2.0をサポートすることを除いて、構成Aと同様のピンアウト構成を含む。各USB 2.0信号のペアは、「+」及び「−」の識別子によって示される、対応する正及び負の信号接点を含む。このピンアウト構成の少なくとも一部の実装では、P.17とP.37が相互にブリッジされ、P.16とP.36が相互にブリッジされ得る。さらに、少なくとも一部の実装では、構成Cは、電力、接地及びUSB 2.0の信号接点の可逆性に起因して、可逆接続を提供する。
構成Dは、ピン識別子P.4、P.5、P.7及びP.8が集合的に、信号接点USB3 SS Rx+、USB3 SS Rx−、USB3 SS Tx+及びUSB3 SS Tx−を介してUSB3.0をサポートし、ピン識別子P.36及びP.37がこの例示の構成ではUSB 2.0をサポートしないことを除いて、構成Cと同様のピンアウト構成を含む。USB3 SSは、USB 3.0 Super Speedレーンを指し、Rxは受信レーンを指し、Txは送信レーンを指す。各Rxの受信レーンのペアは、対応する正及び負の信号接点を含む。同様に、各Txの送信レーンのペアは、対応する正及び負の信号接点を含む。この構成の少なくとも一部の実装では、構成Dは、USB 3.0及びUSB 2.0信号接点の非可逆的配置に起因して、単一の非可逆的な接続方向を提供する。
構成Eは、シリアルレーン:SERIAL LANE0A+、SERIAL LANE0A−、SERIAL LANE1A+、SERIAL LANE1A−、SERIAL LANE4A+、SERIAL LANE4A−、SERIAL LANE1B+、SERIAL LANE1B−、SERIAL LANE4B+及びSERIAL LANE4B−の形の、信号接点の4つのペアのための追加のサポートを有する、構成Aの電力、接地及び信号接点を含む。各シリアルレーンのペアは、対応する正及び負の信号接点を含む。シリアルレーンは、例えばUSB、HDMI(登録商標)、PCIE又はThunderbolt(TM)を含め、様々な通信プロトコルのコンテキストで使用され得る。少なくとも一部の実装では、構成Eは、電力、接地及びSERIAL LANE信号接点の可逆性に起因して、可逆接続を提供する。
構成Fは、ピン識別子P.10、P.11、P.24、P.25、P.27、P.28、P.30及びP.31が、DPレーン信号接点ペアの形でディスプレイポート(DP)の様々なインスタンス又はmDP信号接点をサポートすることを除いて、構成Dと同様のピンアウト構成を含む。加えて、ピン識別子P.36及びP.37は、補助(AUX)信号接点ペアをサポートし、ピン識別子P.13は、DP HPD信号接点をサポートし、P.14はRFU信号接点をサポートし、ピン識別子P.33はDP CONFIG1信号接点をサポートし、ピン識別子P.34はRFU信号接点をサポートする。各DPレーンペアは、対応する正及び負の信号接点を含む。同様に、各AUX信号ペアは、対応する正及び負の信号接点を含む。
構成Fでは、信号接点10及び11が、P.10及びP.11でDP LANE3+及びDP LANE3−を含む。DPレーンのうちの1つ以上が、代わりにシリアルレーンの形をとってもよい。非限定的な例として、DP LANE0+/−は、代わりにSERIAL LANE1 Rx+/−の形をとってよく、DP LANE1+/−は、代わりにSERIAL LANE1 Tx+/−の形をとってよく、DP LANE2+/−は、SERIAL LANE0 Rx+/−の形をとってよく、DP LANE3は、代わりにSERIAL LANE0 Tx+/−の形をとってよい。反対に以前に説明したシリアルレーンの1つ以上が、代わりにDPレーンの形をとってもよい。
信号接点DP HPD、RFU及びDP CONFIG1は、ディスプレイデバイス又は電子デバイスアクセサリとともに使用されるとき、デバッグ信号を伝達するのに使用され得る。非限定的な例として、DP HPDは、ディスプレイポートホットプラグ検出に使用され、CONFIG1は、ディスプレイポート構成検出及び/又はディスプレイポート・デュアルモードサポートのためのHDMI(登録商標)/ディスプレイポート選択に使用され得る。しかしながら、他の実装では、これらの信号接点のうちの1つ以上を省略してもよく、シグナリングに使用されなくてもよい。例えばDP HPD、RFU及び/又はDP CONFIG1信号接点のうちの1つ以上が、操作の開発又はテスト段階中に、他の運用段階(例えばプライマリ/一般公開(public release)の運用段階)とは異なるように使用されることがあり、あるいはコネクタを介して通信している電子デバイスに応じて異なるように使用され得る。少なくとも一部の実装にでは、構成Fは、DP LANE、AUX、DP HPD、DP CONFIG1、USB2.0及びUSB3.0信号接点の非可逆的配置に起因して、非可逆的な接続方向を提供する。
構成Gは、ピン識別子P.10、P.11、P.13、P.14、P.30、P.31、P.33、P.34がSERIAL LANE信号接点の追加のインスタンスを含むことを除いて、構成Eと同様のピンアウト構成を含む。少なくとも一部の実装において、構成Gは、電力、接地及びSERIAL LANE信号接点の可逆性に起因して、可逆接続を提供する。構成Gは、以前に説明した構成と比べて、異なる向きを有する更なる例示のHPD信号接点も提供する。
構成Hは、HPD信号接点が、構成Gで以前に示したような異なる向きを有することを除いて、構成Fと同様のピンアウト構成を含む。少なくとも一部の実装において、構成Hは、DP LANE、AUX、DP HPD、DP CONFIG1、USB 2.0及びUSB 3.0信号接点の非可逆的配置に起因して、非可逆的な接続方向を提供する。
一実装では、非可逆として示した以前のピン構成を、単一の接続方向のみをサポートする電子コネクタとの組合せで使用して、そのようなピン構成が、ペアの電子コネクタにわたって正しく維持されることを保証することができる。しかしながら、ペアの電子コネクタの可逆性は、電気接続を確立するためのユーザ経験も改善することができる。したがって、別の実装では、非可逆性として示されるピン構成を、電子デバイスの一部であるマルチプレクサ制御回路及び再構成可能なマルチプレクサの使用を通して複数の接続方向をサポートする電子コネクタとの組合せで使用することができる。
各マルチプレクサは、マルチプレクサ制御回路によって決定され、マルチプレクサ制御回路から来るマルチプレクサ選択信号に応答するものであってよい。マルチプレクサ制御回路は、雌型電子コネクタに対する雄型電子コネクタの向きを検出する。
例えば雄型電子コネクタのアナログの入出力コネクタ及びデジタルの入出力コネクタが、雌型電子コネクタに対して第1の向きである場合、マルチプレクサ制御回路は、マルチプレクサ選択信号をマルチプレクサに提供し、その向きをサポートするよう適切なアナログ又はデジタルのマルチプレクサ設定を選択する。雄型電子コネクタのアナログの入出力コネクタ及びデジタルの入出力コネクタが、雌型電子コネクタに対して第2の逆の向きである場合、マルチプレクサ制御回路は、反対のマルチプレクサ選択信号をマルチプレクサに提供し、その逆の向きをサポートするよう適切なアナログ又はデジタルのマルチプレクサ設定を選択する。1つの代替案では、コネクタの接点上のDC電圧は、マルチプレクサ制御信号として機能し得る。例えば雌側の特定の接点は、雄側コネクタが、第1の向きで挿入されるときは0ボルトを受け取り、雄側コネクタが第2の向きで挿入されるときは5ボルトを受け取る。特定の接点上の電圧は、1つ以上のマルチプレクサによって選択信号として受け取られることがあり、雄側接点を適切な雌側信号に切り替えることができる。
非限定的な例として、構成Hのコンテキストでは、RFU信号接点は代わりに、逆の接続方向で追加のRFU信号接点に対応してもよく、CONFIG1は代わりに、逆の接続方向でDP HPDに対応してもよい。
可逆及び非可逆性のコネクタは、任意選択で、2つ以上のそれぞれのHPD信号接点に関連付けられる1つ以上の接続検出回路を含むことができる。例えば表1300を参照すると、HPDシグナリングをサポートするピン/接点識別子19及び39は、例えば電子コネクタの最も長い次元に沿って測定されるように、電子コネクタのほぼ正反対の端部又はポールに配置される。接続検出回路は協調的にANDゲートを形成することができる。ANDゲートは、ピン/接点識別子19及び39の双方が、ペアの電子コネクタの対応する電力ピン/接点に接続されていない限り、電子コネクタの他の電気接点(例えばピン/接点識別子1、20、21及び40)からの電力を抑える。この特徴を使用して、電力及び/又はデータがインタフェース全体に加えられる前に、ペアの電子コネクタ間で完全な接続が確立されることを保証することができる。
可逆及び非可逆性のコネクタは、任意選択で1つ以上の電力制御回路を含むことができる。例えばHPD信号経路を使用して、ペアの電子コネクタにわたって2つの電子デバイス間で電力制御情報を通信することができる。例えばこれらの2つの電子デバイスは、指定のメッセージフォーマットを用いて、電力制御情報をペアの電子コネクタにわたって行き来させるよう通信することができる。各電子デバイスは、電力制御情報を使用して、いつ、どの位の電力をペアの電力コネクタにわたって行き来させるかを指定することができる。
このタイプのスマートな電力制御は、一部の使用シナリオでは利用可能であるが、他の使用シナリオでは、電子コネクタは、このタイプの制御をサポートしないダンプ電源(例えばコンセントとしても知られる電源出力アダプタ)とインタフェースすることがある。そのような電源出力アダプタは、ペアの電子コネクタのHPD又は別の適切な信号経路等を介して電力制御メッセージ、電力否定(power negation)メッセージ及び/又は認証メッセージを送受信する能力をサポートしないことがある。そのような場合、ペアの電子コネクタを介して電源出力アダプタに電気的に接続される電子デバイスは、その電子デバイスが電源出力アダプタからどの位の電力を安全に引き込むことができるか、及び自己決定電力レベルに対する自己スロットル電力受信を決定するように構成される。例えば抵抗器が、電源出力アダプタの電気接点のうちの1つの経路内に含まれ得る。抵抗器のサイズは、電源出力アダプタの意図される電力配信に基づいて選択され得る。電子デバイスの電子コネクタと結合されるとき、電子デバイスは、抵抗器全体に所定の電圧をかけることにより、かつ/又はレジスタ中に所定の電流を引き込むことによって、抵抗値を決定することができる。決定された抵抗値は、電子デバイスが電源出力アダプタからどの位の電力を引き込むべきかを電子デバイスに知らせることができる。例えば1kohmの抵抗器は、100mAを供給することができることを示し、10kohmの抵抗器は500mAを供給することができることを示し、100kohmの抵抗器は1000mAを供給することができることを示し得る。このスキームは、逆方向にも動作し得る(すなわち、デバイスが周辺機器に電力を供給してもよい)。
開示される電気接点は、別の電気接点との物理的な表面接点を通してコネクタインタフェースにわたって電力、接地及び/又は信号を伝達することに関する例によって説明されている。しかしながら、他の構成では、電子コネクタの1つ以上が、誘導を介して、物理的な表面接点を用いることなく、コネクタインタフェースにわたって電力、接地及び/又は信号を伝達してもよい。そのような場合、インタフェースは、例えば誘導を介して電力、接地及び/又は信号を交換するのに使用されるペアの電気接点の間又は他の適切な誘導コンポーネントの間に配置される、エアギャップ及び/又は電気絶縁性の非導電物質を含むことができる。例えば変圧器及びコイルを使用して、誘導による伝送を容易にすることができる。
開示されるコネクタは、1つ以上の電気接点を有する電子コネクタとして例示により説明されている。しかしながら、他の構成では、開示されるコネクタは代わりに、1つ以上の光接点又は光インタフェースを有する光コネクタの形をとってもよい。例えば電子コネクタの1つ以上の電気接点は、代わりに、光コネクタの光接点又は光インタフェースを指してもよく、光コネクタの光接点又は光インタフェースは、ペアの光コネクタの対応する光接点又は光インタフェースと光信号を交換するように構成される。さらに、電気インタフェースと光インタフェースの双方を使用するコネクタも本開示の範囲内である。
本明細書で説明される構成及び/又はアプローチは例示的性質であり、様々な変形が可能であるので、これらの具体的な実施形態又は実施例は、限定的意味に解釈されるべきではない。本開示の主題は、様々な処理、システム及び構成、並びに本明細書で説明される他の特徴、機能、動作及び/又は特性、そしてこれらのいずれか及び全ての均等物の全ての新規かつ非自明な組合せ及び副次的組合せを含む。

Claims (12)

  1. 電子コネクタであって:
    ベースと;
    前記ベースから突出するテーパー状の延長部分であって、
    前記テーパー状の延長部分の終端部を形成するノーズと、
    第1接続面と、
    第2接続面であって、前記第1接続面と該第2接続面が、第1対称面の周囲に対称に、前記ベースから前記ノーズに向かって相互に対して先細りになる、第2接続面と、
    第1側面と、
    第2側面であって、前記第1側面と該第2側面が、前記第1接続面と前記第2接続面との間に、前記テーパー状の延長部分のそれぞれ対向する面を形成し、前記第1対称面に直交する第2対称面の周囲に対称に、前記ベースから前記ノーズに向かって相互に対して先細りになる、第2側面と、
    前記第1接続面に沿って配置される電気接点の第1サブセットと、前記第2接続面に沿って配置される電気接点の第2サブセットとを含む、電気接点のセットと、
    を備える、テーパー状の延長部分と;
    1つ以上の磁気吸着素子と;
    を備える、電子コネクタ。
  2. 少なくとも部分的に前記テーパー状の延長部分に含まれ、前記電気接点の第1のサブセットの複数の接地接点及び前記電気接点の第2のサブセットの複数の接地接点に電気的に接続される、電気接地導体
    を更に備える、請求項1に記載の電子コネクタ。
  3. 前記電気接点の第1サブセットの複数の接地接点は、前記第1サブセットの各非接地接点が、前記第1サブセットの1つの他の非接地接点によって最も近い接地接点から離れるように、前記電気接点の前記第1サブセットの間で分散され、
    前記電気接点の第2のサブセットの複数の接地接点は、前記第2サブセットの各非接地接点が、前記第2サブセットの1つの他の非接地接点によって最も近い接地接点から離れるように、前記電気接点の前記第2サブセットの間で分散される、
    請求項2に記載の電子コネクタ。
  4. 前記電気接地導体は、前記第1対称面に平行で近くにある、フラットな導電プレート部分を含む、
    請求項3に記載の電子コネクタ。
  5. 前記フラットな導電プレート部分は、前記第1対称面と同一平面上にある、
    請求項4に記載の電子コネクタ。
  6. 前記電気接点の第1サブセットの外側に面する表面は、前記第1接続面と同一平面であり、
    前記電気接点の第2サブセットの外側に面する表面は、前記第2接続面と同一平面である、
    請求項1に記載の電子コネクタ。
  7. 前記電気接点の第1サブセットは、2つの電力接点、2つの接地接点及び2つ以上の信号接点を含み、
    前記電気接点の第2サブセットは、2つの電力接点、2つの接地接点及び2つ以上の信号接点を含む、
    請求項1に記載の電子コネクタ。
  8. 前記電気接点の第1サブセットは、少なくとも12個の電気接点を含み、
    前記電気接点の第2サブセットは、少なくとも12個の電気接点を含む、
    請求項7に記載の電子コネクタ。
  9. 前記電気接点のセットの各電気接点は、前記ノーズによって形成される終端部に平行かつその終端部からオフセットされる直線に沿って整列される、
    請求項1に記載の電子コネクタ。
  10. 前記電気接点の第1サブセットは、前記第1接続面に沿って前記第2対称面の周囲に対称に配置され、
    前記電気接点の第2サブセットは、前記第2接続面に沿って前記第2対称面の周囲に対称に配置される、
    請求項1に記載の電子コネクタ。
  11. 前記テーパー状の延長部分の前記第1接続面と前記第2接続面のうちの少なくとも一方が、対応する電気接点のサブセットを2つのグループに分けるくぼみ領域を含む、
    請求項1に記載の電子コネクタ。
  12. 前記1つ以上の磁気吸着素子は、少なくとも一方向で、ペアとなる電子コネクタの対応する2つ以上の磁的吸着素子を引きつけるように構成される、2つ以上の磁気吸着素子を含む、
    請求項1に記載の電子コネクタ。
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