TWI542094B - USB devices and USB systems - Google Patents

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Takeshi Ikuta
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Toshiba Kk
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R29/00—Coupling parts for selective co-operation with a counterpart in different ways to establish different circuits, e.g. for voltage selection, for series-parallel selection, programmable connectors

Description

USB裝置及USB系統 【關聯申請案】
本申請案享受將日本專利申請第2013-33671號(申請日：2013年2月22日)作為基礎申請之優先權。本申請案藉由參考該基礎申請案而包含基礎申請案之全部內容。
本發明之實施形態係關於一種可嵌入USB(Universal Serial Bus；通用串列匯流排)連接器之USB裝置及USB系統。
依據USB之規格之USB設備係用於記憶裝置或無線裝置、TV調諧器等各種裝置。最近，依據速度比USB2.0更快之USB3.0之規格之製品亦有所增加。
由於USB具有向上互換性，故依據USB3.0之規格之USB設備亦可與依據USB2.0之規格之USB設備進行通訊。因而，USB3.0用之USB設備之連接器上，設置有USB3.0用之焊墊、與USB2.0用之焊墊。
可攜式USB設備一般具有公連接器，藉由將該公連接器嵌合至母連接器，可使兩連接器之USB2.0用之焊墊彼此電性連接，且使USB3.0用之焊墊彼此電性連接，從而實現依據USB之規格之通訊。
此種公連接器係為了在形成於內置有USB通訊用之控制器等之USB對應晶片上之USB3.0用之焊墊上接合引線，而必須在將引線接合於絕緣體且進行定位後，進行焊墊與引線之接合等之煩雜之步驟，從而致使作業性不佳(參照日本專利公開公報2010-282964號)。
本發明之實施形態係提供一種可使構造簡單化而易於進行組裝作業之USB裝置及USB系統。
一實施形態之USB裝置具備：基板，其依據USB規格而配置有複數個USB2用焊墊、與複數個USB3用焊墊；公連接器前端部，其包圍複數個USB2用焊墊、與複數個USB3用焊墊之周圍；殼體部，其係接合於公連接器前端部之基端側，且覆蓋基板之至少複數個USB3用焊墊之後方側；及複數根引線，其各自之一端部安裝於殼體部之內面，各自之另一端部接觸於對應之USB3用焊墊。
一實施形態之USB裝置係具備如下構造：於上述公連接器前端部插入通訊對象裝置之USB母連接器時，上述複數根引線被上述USB母連接器按壓至對應之上述USB3用焊墊。
一實施形態之USB裝置中，上述複數根引線之各者包含：彎曲部，其接觸於已插入之上述USB母連接器；及前端部，其配置於較上述彎曲部更前端側，且於上述USB母連接器接觸於上述彎曲部時，被按壓至所對應之上述USB3用焊墊。
1‧‧‧USB裝置
2‧‧‧基板
3‧‧‧公連接器前端部
4‧‧‧殼體部
5‧‧‧USB2用焊墊
6‧‧‧USB3用焊墊
7‧‧‧第1上模
8‧‧‧第1下模
9‧‧‧孔部
11‧‧‧第2上模
12‧‧‧第2下模
13‧‧‧引線
14‧‧‧定位構件
21‧‧‧母連接器
22‧‧‧固定構件
23‧‧‧突起構件
24‧‧‧第1彈簧構件
25‧‧‧第2彈簧構件
26‧‧‧輔助彈簧構件
27‧‧‧USB3連接端子
28‧‧‧USB2連接端子
30‧‧‧掛繩孔
圖1係顯示本發明之一實施形態之USB裝置1之外觀之立體圖。
圖2(a)-(d)係構成圖1之USB裝置1之各構件之立體圖。
圖3(a)-(d)係構成圖1之USB裝置1之各構件之立體圖。
圖4係顯示將本實施形態之USB裝置1嵌合至通訊對象裝置之母連接器21之狀態之剖面圖。
以下，一面參照圖式，一面說明本發明之實施形態。
圖1係顯示本發明之一實施形態之USB裝置1之外觀之立體圖，圖2及圖3係構成圖1之USB裝置1之各構件之立體圖。圖1之USB裝置1之 特徵在於依據USB1.x、USB2.0、及USB3.0。再者，今後USB2.0或USB3.0之修訂版本規格化之情形時，只要端子之配置相同，亦可應用本實施形態。
本實施形態之USB裝置1具備基板2、公連接器前端部3、及殼體部4。於基板2之上表面上，4個USB2用焊墊5、5個USB3用焊墊6係依據USB規格而配置。於基板2可形成有用以經由USB2用焊墊5與USB3用焊墊6進行通訊之各種電路，亦可於基板2上安裝或內置進行某些資訊處理之IC(Integrated Circuit，積體電路)。或可於基板2上僅形成USB2用之焊墊5與USB3用焊墊6。進而，亦可設置與該基板2不同之構件，且使該等內置於殼體部4。
基板2可為如圖2(a)所示之矩形狀者，亦可為如圖2(b)所示之殼體側之寬度較寬者。基板2之具體形狀或尺寸為任意，且基板2之長度方向之長度亦為任意。
公連接器前端部3係以包圍基板2上之USB2用焊墊5與USB3用焊墊6之周圍之方式配置。公連接器前端部3可由一個筒狀構件形成，亦可由圖2(c)所示之第1上模7與圖2(d)所示之第1下模8而構成。或亦可由能夠左右分割之2個模具構成公連接器前端部3。於公連接器前端部3之上表面與下表面，分別各設置有2個供未圖示之母連接器之彈簧構件扣合之孔部9。又，公連接器前端部3亦可與殼體部4一體地形成。
殼體部4係接合於公連接器前端部3之基端側，且覆蓋基板2上至少USB3用焊墊6之後方側。殼體部4例如由圖3(a)所示之第2上模11、及圖3(b)所示之第2下模12構成。於第2上模11之內面，如圖3(d)所示，安裝有5根引線13之各一端部。該等引線13之各另一端部係接觸於基板2上之USB3用焊墊6。該等引線13之各一端部係經由設置於殼體部4之未圖示之導線或導電圖案，而與接合於基板2上之未圖示之電路或殼體部4之纜線等相連接。即，引線13進行由USB3用焊墊6收發 之訊號之交接。
於殼體部4之第2下模12之內面，如圖3(b)所示，沿短邊方向配置有2個定位構件14。該等定位構件14係用於在將長度方向之長度較短之基板2收納於殼體部4時，以不使基板2之長度方向之端部配置於較定位構件14更後方之方式進行定位。
再者，於將長度方向之長度較該定位構件14更長之基板2收納於殼體部4之情形時，可藉由將基板2之厚度薄化，而不對定位構件14之部位造成影響地將基板2收納於殼體部4。又，於收納與殼體部4之長度相當之基板2之情形時，無需定位構件14，故亦可省略定位構件14。
如此，本實施形態之USB裝置1之特徵係於基板2上形成USB2用焊墊5與USB3用焊墊6，且預先於殼體部4之內面安裝引線13之點。藉此，引線13之定位變得容易。
繼而，說明本實施形態之USB裝置1之組裝順序。首先，於將圖2(c)所示之公連接器前端部3之第2上模11定位於特定部位之狀態下，使樹脂流入圖3(a)所示之殼體部4之第2上模11用之模具，將圖3(a)所示之殼體部4之第2上模11與圖2(c)所示之公連接器前端部3之第2上模11一體成形(步驟1)。以下，將步驟1所製作之組裝構造物稱為上模構造體。
繼該步驟1後，於將圖2(d)所示之公連接器前端部3之第2下模12與圖3(c)所示之引線13分別定位於特定之部位之狀態下，使樹脂流入殼體部4之第2下模12用之模具，將圖3(b)所示之殼體部4之第2下模12、圖2(d)所示之公連接器前端部3之第2下模12、及圖3(c)所示之引線13一體成形(步驟2)。以下，將步驟2所製作之組裝構造物稱為下模構造體。
其次，將基板2定位於步驟2所製作之下模構造體之內側。於基 板2之長度方向之長度較下模構造體之長度方向之長度更短之情形時，預先於下模構造體之內側設置如圖3(b)所示之定位構件14，對準抵接於該定位構件14之位置而定位基板2(步驟3)。
接著，由步驟1所製作之上模構造體覆蓋基板2之上，密封上模構造體與下模構造體(步驟4)。
圖4係顯示將本實施形態之USB裝置(第1USB裝置)嵌合至通訊對象裝置(第2USB裝置)之母連接器21之狀態之剖面圖。藉由USB裝置1與通訊對象裝置而建構USB系統。如圖所示，母連接器21具有：固定構件22，其被扣合至公連接器前端部3之孔部9而固定公連接器前端部3；及突起構件23，其插入USB公連接器之內部。
於固定構件22之內面設置有：第1彈簧構件24，其被扣合至形成於公連接器前端部3之第2下模12之底面之孔部9；第2彈簧構件25，其被扣合於公連接器前端部3之第2上模11之上表面之孔部9；及輔助彈簧構件26，其與第2彈簧構件25鄰接配置。
於突起構件23之下表面，設置有USB3連接端子27及USB2連接端子28。
若將USB裝置1嵌合至母連接器21，則USB裝置1之USB2用焊墊5接觸於母連接器21之USB2連接端子28，且接觸於USB裝置1之USB3用焊墊6之引線13接觸於母連接器21之USB3連接端子27。若USB裝置1被推入母連接器21，則母連接器21之突起構件23之前端部按壓引線13，藉此，USB3連接端子27、引線13、及USB3用焊墊6各自被更牢固地壓接，從而可謀求USB3焊墊與USB3連接端子27之穩定之導通。
又，位於母連接器21之固定構件22之內面之第1彈簧構件24、第2彈簧構件25、及輔助彈簧構件26被扣合於USB裝置1之公連接器前端部3，且自上下按壓公連接器前端部3，故藉此亦可更確實地進行USB2用焊墊5與USB2連接端子28之接觸、及USB3用焊墊6與USB3連 接端子27之接觸，而不易引起接觸不良。
如上所述，可於基板2上形成各種電路，亦可將各種IC安裝於基板2上。形成於基板2上之電路或安裝於基板2上之IC之一例係記憶體晶片及其控制器。或者，亦可將無線LAN(local area network，區域網路)、蜂窩通訊、Bluetooth(註冊商標)等具有無線通訊功能之IC或電路形成或安裝於基板2上。此外，亦可將依據USB之規格而進行資料之收發之各種資訊處理電路形成或安裝於基板2上。進而，亦可於基板2上連接另一基板2或構件。
本實施形態之USB裝置1亦可圖1所示般於殼體部4形成掛繩孔30。又，亦可以能夠視認USB裝置1與具備母連接器21之主機裝置之間是否正在進行資料之收發之方式，於殼體部4設置LED(Light Emitting Diode；發光二極體)。該情形時，考慮採用在資料之收發期間中點亮或熄滅LED之使用方法。又，如為無線通訊用之USB裝置1之情形，亦可設置用以通報無線通訊狀況之複數個LED。
本實施形態之USB裝置1亦可僅作為USB之公連接器而使用。該情形時，只要於基板2上最低限度形成USB2用焊墊5與USB3用焊墊6即可。又，亦可經由纜線於端部連接其他連接器。或，本實施形態之USB裝置1亦可為轉換連接器之形狀之連接器轉換器。
又，本實施形態之USB裝置1亦可為讀卡機。該情形時，只要於基板2上或另一基板2上，設置可插入1種以上之記憶卡之卡槽即可。
進而，本實施形態之USB裝置1亦可內置CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合器件)感測器或CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)感測器等攝像裝置，而可作為數位相機發揮功能。
又，本實施形態之USB裝置1亦可具有LAN之集線器功能。進而，本實施形態之USB裝置1亦可具有作為滑鼠、指標、軌跡球或控 制器等指示構件之功能。
又，本實施形態之USB裝置1亦可具有視頻捕獲等圖像處理功能。進而，本實施形態之USB裝置1亦可具有玩具或遊戲機等可攜式電子機器之功能。
又，本實施形態之USB裝置1亦可具有指紋認證等各種生物認證功能。
進而，本實施形態之USB裝置1亦可具有從屬於依據USB-IF規格之USB Composite Device Class(USB複合裝置類別)、或USB Storage(Mass Storage)Device Class(USB儲存(大容量儲存)裝置類別)之範疇之功能。
又，本實施形態之USB裝置1中，USB2用焊墊5與USB3用焊墊6之配置依據USB規格即可，而作為功能，則未必依據USB-IF規格。
如此，本實施形態之USB裝置1係於基板2上只要至少設置USB2用焊墊5與USB3用焊墊6即可，故可使基板2之構成簡化。又，因於殼體部4之內面預先安裝有引線13，故在將基板2裝入殼體部4時，無需進行引線13之定位之步驟，從而可優化作業性。
雖對本發明之若干實施形態加以說明，但該等實施形態係作為例子而提出者，並非意欲限定本發明之範圍。該等新穎之實施形態可以其他多種形態加以實施，且可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種省略、置換、變更。該等實施形態或其變形包含於本發明之範圍或主旨內，且包含於申請專利範圍所記述之發明及其均等之範圍內。
1‧‧‧USB裝置
2‧‧‧基板
3‧‧‧公連接器前端部
4‧‧‧殼體部
30‧‧‧掛繩孔

Claims (12)

  1. 一種USB裝置，其包含：基板，其依據USB規格而配置有複數個USB2用焊墊、與複數個USB3用焊墊；公連接器前端部，其係包圍上述複數個USB2用焊墊、與上述複數個USB3用焊墊之周圍；殼體部，其係接合於上述公連接器前端部之基端側，且覆蓋上述基板之至少上述複數個USB3用焊墊之後方側；及複數根引線，其各自之一端部安裝於上述殼體部之內面，各自之另一端部接觸於對應之上述USB3用焊墊，其中上述複數根引線之各者包含：彎曲部，於上述公連接器前端部插入USB母連接器時，其接觸於已插入之上述USB母連接器；及前端部，其配置於較上述彎曲部更前端側，且於上述USB母連接器接觸於上述彎曲部時，被按壓至所對應之上述USB3用焊墊。
  2. 如請求項1之USB裝置，其中上述殼體部包含上下重合之第1殼體部及第2殼體部；且上述複數根引線係設置於上述第1殼體部及上述第2殼體部之一者之內面。
  3. 如請求項1之USB裝置，其中上述基板包含經由上述複數個USB2用焊墊及上述複數個USB3用焊墊而進行訊號之收發之訊號控制電路。
  4. 如請求項1之USB裝置，其中上述殼體部包含將上述基板定位之定位構件。
  5. 如請求項4之USB裝置，其中上述殼體部包含上下重合之第1殼體 部及第2殼體部；且上述第1殼體部及上述第2殼體部中之一者設置有上述複數根引線，上述定位構件係設置於上述第1殼體部及上述第2殼體部中之另一者之內面。
  6. 如請求項1之USB裝置，其中上述殼體部包含用以安裝掛繩之孔部。
  7. 一種USB系統，其包含：第1USB裝置，其具有對應於USB2及USB3之兩者之USB公連接器；及第2USB裝置，其具有對應於USB2及USB3之兩者之USB母連接器；且上述第1USB裝置包含：基板，其依據USB規格而配置有複數個USB2用焊墊、與複數個USB3用焊墊；公連接器前端部，其係包圍上述複數個USB2用焊墊、與上述複數個USB3用焊墊之周圍；殼體部，其係接合於上述公連接器前端部之基端側，且覆蓋上述基板之至少上述複數個USB3用焊墊之後方側；及複數根引線，其各自之一端部安裝於上述殼體部之內面，各自之另一端部接觸於對應之上述USB3用焊墊，其中上述複數根引線之各者包含：彎曲部，於上述公連接器前端部插入上述USB母連接器時，其接觸於已插入之上述USB母連接器；及前端部，其配置於較上述彎曲部更前端側，且於上述USB母連接器接觸於上述彎曲部時，被按壓至所對應之上述USB3用焊墊。
  8. 如請求項7之USB系統，其中上述殼體部包含上下重合之第1殼體 部及第2殼體部；且上述複數根引線係設置於上述第1殼體部及上述第2殼體部之一者之內面。
  9. 如請求項7之USB系統，其中上述基板包含經由上述複數個USB2用焊墊及上述複數個USB3用焊墊而進行訊號之收發之訊號控制電路。
  10. 如請求項7之USB系統，其中上述殼體部包含將上述基板定位之定位構件。
  11. 如請求項10之USB系統，其中上述殼體部包含上下重合之第1殼體部及第2殼體部；且上述第1殼體部及上述第2殼體部中之一者設置有上述複數根引線，上述定位構件係設置於上述第1殼體部及上述第2殼體部中之另一者之內面。
  12. 如請求項7之USB系統，其中上述殼體部包含用以安裝掛繩之孔部。
TW102126546A 2013-02-22 2013-07-24 USB devices and USB systems TWI542094B (zh)

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