KR101708641B1 - 유에스비 커넥터 및 유에스비 커넥터용 젠더 - Google Patents

유에스비 커넥터 및 유에스비 커넥터용 젠더 Download PDF

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Abstract

본 발명은 USB 2.0 규격과 USB 3.0 규격에 따른 커넥터와 접속 가능하며, USB 2.0 또는 USB 3.0 소켓에 연결 가능한 USB 젠더, 및 USB 젠더용 커넥터를 개시한다. 본 발명에 따르면, USB 2.0 소켓을 구비하는 전자기기에는 USB 커넥터를 그대로 삽입하여 이용할 수 있으며, USB 3.0 소켓을 구비하는 전자기기에는 USB 젠더를 적용하여 연결 가능하다.

Description

유에스비 커넥터 및 유에스비 커넥터용 젠더{An USB connector, and a gender for the USB connector}
본 발명은 USB 커넥터 및 USB 커넥터용 젠더에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 USB 2.0 규격과 USB 3.0 규격을 함께 사용할 수 있도록 하는 USB 커넥터 및 USB 커넥터용 젠더에 관한 것이다.
USB 규격은 480Mbps의 데이터 전송 속도를 가지는 USB 2.0 규격에서, 5Gbps/s를 전송하는 3.0 규격으로 발전하는 추세에 있다.
한편, USB 3.0 규격으로 USB 장치의 커넥터를 변경할 때, 커넥터의 전체 레이아웃과 크기는 동일하나, 기존에 사용하던 USB 2.0 규격과는 호환성이 결여된다.
즉, USB 2.0 규격에 따른 커넥터는 4 단자를 구비하고, USB 3.0 규격에 따른 커넥터는 5 단자로 형성되므로 단자의 위치가 서로 다르며, USB 3.0 규격의 단자는 USB 2.0 규격의 단자와는 달리, PCB 기판에서 패턴의 형태로 형성되지 않고 돌출되어 형성되므로 USB 2.0 소켓에는 USB 3.0 커넥터를 연결할 수 없고, 마찬가지로, USB 3.0 소켓에는 USB 2.0 커넥터를 연결할 수 없다.
따라서, 기존에 이용되던 USB 2.0 장치와 USB 3.0 규격의 장치의 접속과 이용을 제한하며, 사용자로 하여금 자신이 소유한 USB 기기의 USB 규격을 파악하고, 또한, 자신의 전자기기와 접속할 상대편 전자기기의 USB 규격을 파악해야 하는 부담을 유발할 수 있다.
본 발명의 목적은 USB 2.0 규격과 USB 3.0 규격에 따른 커넥터의 접속이 가능하도록 하며, USB 규격에 따른 사용 제한이 발생하지 않는 USB 커넥터 및 USB 커넥터용 젠더를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 USB 커넥터는, 기판, 기판상에 형성되는 제1 단자 및 기판상에 제1 단자와 이격 되어 형성된 제2 단자를 포함하고, 제1 단자는 V-BUS 단자, 한 쌍의 데이터 단자, 및 GND 단자를 포함하고, 제2 단자는 한 쌍의 Rx단자, GND단자 및 한 쌍의 Tx단자를 포함하며, 제1 단자와 제2 단자는 동일한 높이를 가지고 형성된다.
또한, 제1 단자와 제2 단자는, 기판에서 PCB 패턴으로 형성된다.
또한, USB 커넥터를 수용하기 위한 수용 홈과, 수용 홈과 반대방향으로 돌출된 접속부를 구비하는 몸체를 포함하고, 접속부 상면에는, 제3 단자 및 제3 단자와 이격되어 형성된 제4 단자를 포함하고, 제3 단자는 V-BUS 단자, 한 쌍의 데이터 단자, 및 GND 단자를 포함하며, 제4 단자는 한 쌍의 Rx단자, GND단자 및 한 쌍의 Tx단자를 포함한다.
또한, 수용 홈은, 제3 단자와 전기적으로 연결되는 제1 접점 및 제4 단자와 전기적으로 연결되는 제2 접점을 포함하고, 제1 접점 및 제2 접점은, 수용 홈의 내측 상면에서 돌출되어 형성된다.
본 발명에 따르면 USB 2.0 규격과 USB 3.0 규격에 따른 커넥터와 접속 가능하며, USB 2.0 또는 USB 3.0 소켓에 연결 가능한 USB 커넥터 및 USB 커넥터용 젠더를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 커넥터를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 커넥터용 젠더, 및 USB 커넥터용 젠더와 USB 커넥터의 접속 관계를 도시한 도이다.
도 3은 도 2의 USB 커넥터용 젠더의 A - A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 USB 커넥터가 USB 커넥터용 젠더의 수용 홈에 삽입된 상태를 도시한 도이다.
이하의 도면에서, 각 구성요소는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 커넥터를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 커넥터(100)는 기판(110), 기판(110)에 형성되는 제1 단자(120) 및 제2 단자(130)를 포함할 수 있다.
제1 단자(120)는 기판(110)에서 COB 타입으로 형성되어 기판(110)의 상면과 함께 평면을 이루며, 일렬로 배열된 네 개의 단자(121 ∼ 124)를 포함한다.
일렬로 배열된 네 개의 단자(121 ∼ 124)는 USB 2.0 규격에 상응하는 네 개의 단자(121 ∼ 124)이며, 이는 V-BUS 단자(121), 한 쌍의 데이터 단자(122, 123), 및 GND 단자(124)로 구성되고, 기판(110)의 길이방향을 따라 연장되어 접촉 면적이 증가하도록 구성된다.
제1 단자(120)는 도시된 USB 커넥터(100)가 USB 젠더(추후 설명)에 삽입될 때, USB 젠더와 면 접촉을 이루도록 그 형상이 규정된다.
즉, 제1 단자(120)의 위치와 형상은 USB 2.0 스펙에서 규정한 바에 따라 결정되어 기판(110)에 배열된다.
제1 단자(120)는 기판(110)에서 PCB(Pinted Circuit Board) 패턴의 형태로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 기판(110)은 일 측에 동박이 형성되는 FR-4 에폭시 기판일 수 있으며, 제1 단자(120)는 기판(110)의 동박을 에칭하여 형성함으로써 제1 단자(120)를 구성하는 각 단자(121 ∼ 124)가 USB 2.0 규격에 따른 위치에 정확하게 배열되도록 할 수 있다.
제2 단자(130)는 제1 단자(120)와 이격되어 형성되고, 일렬로 형성된 5개(131~135)의 단자를 포함한다. 5개(131~135)의 단자는 USB 3.0 규격에 따른 위치에 형성되며, 각각 Rx단자(131, 132), GND단자(133) 및 Tx단자(134, 135)에 해당한다.
USB 3.0 규격에 따르면, 제2 단자(130)는 기판(110)에서 돌출 형성되도록 규정하고 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 제2 단자(130)는 기판(110)의 일 영역을 에칭하여 형성하며, 제1 단자(120)와 마찬가지로 기판(110)에서 평면을 이루도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 단자(120)와 제2 단자(130)는 동일한 높이를 가지고 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, USB 2.0 규격에 따른 제1 단자(120)와 USB 3.0 규격에 따른 제2 단자(130)가 하나의 기판(110)에 동일한 높이를 가지고 함께 실장될 수 있도록, USB 3.0 규격에 따른 위치에 형성되는 제2 단자(130)를 평면으로 형성할 수 있다. 따라서, USB 3.0 규격에 따른 제2 단자(130)를 보다 용이하게 형성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 USB 커넥터용 젠더, 및 USB 커넥터용 젠더와 USB 커넥터의 접속 관계를 도시한 도이며, 도 3은 도 2의 USB 커넥터용 젠더의 A - A' 단면을 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 USB 커넥터용 젠더(200)는 몸체(210), 몸체에 형성된 수용 홈(240), 수용 홈(240)과 반대방향으로 돌출된 접속부(250), 접속부(250)상에 형성되는 제3 단자(220) 및 접속부(250)상에 형성되고 제3 단자(220)과 이격되어 형성되는 제4 단자(230)을 포함할 수 있다.
몸체(210)는 도 1에 도시된 USB 커넥터(100)를 수용하기 위한 수용 홈(240)을 구비하며, 수용 홈(240)과 반대방향으로 돌출된 접속부(250)를 포함할 수 있다.
한편, 몸체(210)의 일 측에는 접속부(250)가 형성된다. 접속부(250)는 본 발명에 따른 USB 젠더(200)가 타 전자기기에 마련되는 USB 소켓(미도시)에 접속하여 USB 커넥터(100)에 연결되는 전자기기(미도시)가 타 전자기기(미도시)와 데이터 전송을 수행할 수 있도록 하며, 접속부(250)의 크기는 USB 3.0의 표준 규격에 따라 결정된다.
제3 단자(220)는 접속부(250) 상에 형성될 수 있다. 제3 단자(220)는 네 개의 단자(221~224)를 포함하며, 이는 USB 2.0 규격에 따른 V-BUS 단자(221), 한 쌍의 데이터 단자(222, 223), 및 GND 단자(224)일 수 있다. 따라서, 제3 단자(220)는 USB 2.0 규격에 따른 USB 소켓(미도시)에 삽입하여 사용 가능한 표준 규격에 따라, 위치와 크기가 결정된다.
제4 단자(230)는 제3 단자와 이격되어 접속부(250)상에 형성되며, USB 3.0 규격에 따른 USB 소켓(미도시)에 삽입하여 사용 가능한 표준 규격에 따라 위치와 형태가 결정된다. 즉, 제4 단자(230)는 Rx단자(231, 232), GND단자(233) 및 Tx단자(234, 235)의 5개의 단자를 포함하며, 몸체(210)의 노출면에서 돌출 형성된다.
수용 홈(240)의 내측 상면에는 제3 단자(220)와 전기적으로 연결되는 제1 접점(226)과 제4 단자(230)와 전기적으로 연결되는 제2 접점(236)이 내측으로 돌출되어 형성될 수 있다.
도면에 도시되어 있지는 않으나, 제1 접점(226)은 USB 2.0 규격에 따른 단자의 위치에 대응하도록 형성되어, 네 개로 구성이 될 수 있으며 각각은 제3 단자(220)의 V-BUS 단자(221), 한 쌍의 데이터 단자(222, 223), 및 GND 단자(224)와 연결된다.
제1 접점(226)과 제3 단자(220)는 몸체(210) 내에 매설된 제1 와이어(227)를 통해 전기적으로 접속될 수 있다.
또한, 제2 접점(236)은 USB 3.0 규격에 따른 단자의 위치에 대응하여 형성되어, 다섯 개로 구성이 될 수 있으며 각각은 제4 단자(230)와 제2 와이어(237)를 통해 전기적으로 접속된다.
한편, 제1 접점(226) 및 제2 접점(236) 중 적어도 어느 하나는, 도 4에서 도시하는 바와 같이, 단부를 포함할 수 있으며, 단부는 수용 홈(240)의 상측으로 꺾이도록 절곡될 수 있다. 이를 통해 제1 접점(226) 및 제2 접점(236)이 커넥터(100)의 진입을 방해하지 않도록 하며, 탄성을 가지고 커넥터(100)와 접촉할 수 있도록 한다.
도 4는 USB 커넥터가 USB 커넥터용 젠더의 수용 홈에 삽입된 상태를 도시한 도이다.
도 4를 참조하면, USB 커넥터(100)가 USB 커넥터용 젠더(200)의 수용 홈(240)에 삽입되면, USB 커넥터(100)의 제1 단자(120)가 USB 커넥터용 젠더(200) 측 제1 접점(226)과 접촉되고, USB 커넥터(100)의 제2 단자(130)는 USB 커넥터용 젠더(200) 측 제2 접점(236)과 접촉된다.
제1 접점(226)과 제2 접점(236)은 수용 홈(240)의 내측으로 돌출되어 형성되기 때문에, USB 커넥터(100)의 제1 단자(120) 및 제2 단자(130)가 COB 타입으로 형성되더라도, 전기적으로 접속할 수 있게 된다.
제1 접점(226)은 통상적인 USB 2.0 규격에 따른 위치에 형성되어, 제1 접점(226)은 USB 커넥터(100) 측의 제1 단자(120)를 구성하는 V-BUS 단자(121), 한 쌍의 데이터 단자(122, 123) 및 GND 단자(124)와 1:1 접촉할 수 있다.
이때, 제1 접점(226)은 USB 커넥터(100) 측 제1 단자(120)의 노출면에 탄성 접촉할 수 있도록 단부가 절곡되어 탄성을 가지도록 형성될 수 있다.
또한, 각각의 V-BUS 단자(121), 한 쌍의 데이터 단자(122, 123) 및 GND 단자(124)와 접촉한 제1 접점(226)은 몸체(210) 내에 매설된 제1 와이어(227)를 통해 제3 단자(220)와 전기적으로 접속된다.
제2 접점(236)은 USB 커넥터(100)의 제2 단자(130)와 접촉한다. 제2 접점(236)은 제2 단자(130)의 Rx단자(131, 132), GND단자(133) 및 Tx단자(134, 135)와 각각 접속할 수 있도록 5개의 접점으로 구성되며, 수용 홈(240)의 내측에서 돌출되어 형성된다.
따라서, USB 젠더(200)가 타 전자기기에 마련되는 USB 소켓(미도시)에 접속하여 USB 커넥터(100)에 연결되는 전자기기(미도시)가 타 전자기기(미도시)와 데이터 전송을 수행할 수 있도록 한다.
한편, 수용 홈(240)의 내측에 형성되는 제1 접점(226)과 제2 접점(236)은 단부가 절곡되어 탄성을 가질 수 있으므로, USB 커넥터(100)가 수용 홈(240)에 삽입되면 몸체(210)의 상단부로 상승하고, USB 커넥터(100)가 수용 홈(240)에서 이격되면 몸체(210)의 하단부로 복귀할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 1 내지 도 4를 통해 설명된 바에 따라, 본 발명에 따른 USB 커넥터용 젠더(200)와 USB 커넥터(100)는 종래에 이용되던 COB 타입의 커넥터 형태를 그대로 이용하면서 새로 제안된 USB 3.0 규격을 지원할 수 있다.
만일, 본 발명에 따른 USB 커넥터(100)가 USB 2.0 규격에 따른 전자기기(미도시)에 접속되는 경우, 전자기기(미도시)에 마련되는 USB 2.0 소켓에 그대로 삽입하면 되고, USB 3.0 규격에 따른 전자기기에 접속되어야 하는 경우에는 USB 커넥터용 젠더(200)에 삽입된 후, USB 커넥터용 젠더(200)가 USB 3.0 규격의 소켓을 구비하는 전자기기에 삽입되도록 함으로써 USB 규격에 제한되지 않도록 할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : USB 커넥터 120 : 제1 단자
130 : 제2 단자 200 : USB 커넥터용 젠더
210 : 몸체 220 : 제3 단자
230 : 제4 단자 240 : 수용 홈
250 : 접속부

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. USB 커넥터를 수용하기 위한 수용 홈과, 상기 수용 홈과 반대방향으로 돌출된 접속부를 구비하는 몸체;를 포함하고,
    상기 접속부 상면에는,
    제3 단자; 및 상기 제3 단자와 이격되어 형성된 제4 단자를 포함하고,
    상기 제3 단자는 V-BUS 단자, 한 쌍의 데이터 단자, 및 GND 단자를 포함하며,
    상기 제4 단자는 한 쌍의 Rx단자, GND단자 및 한 쌍의 Tx단자를 포함하고,
    상기 수용 홈은, 상기 제3 단자와 전기적으로 연결되는 제1 접점 및 상기 제4 단자와 전기적으로 연결되는 제2 접점을 포함하고,
    상기 제1 접점 및 상기 제2 접점은, 상기 수용 홈의 내측 상면에서 돌출되어 형성된 USB 커넥터용 젠더.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 접점은 상기 제3 단자와 상기 몸체에 매설된 제1 와이어를 통해 접속되는 USB 커넥터용 젠더.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 접점은 상기 제4 단자와 상기 몸체에 매설된 제2 와이어를 통해 접속되는 USB 커넥터용 젠더.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제4 단자는 돌출되어 형성된 USB 커넥터용 젠더.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 접점 및 제2 접점 중 적어도 어느 하나는 단부를 포함하며, 상기 단부는 상기 수용 홈의 상측으로 꺾이도록 절곡된 USB 커넥터용 젠더.
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