JP5398605B2

JP5398605B2 - コネクタ

Info

Publication number: JP5398605B2
Application number: JP2010061012A
Authority: JP
Inventors: 野口　　裕
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-03-17
Also published as: CN102222851A; US8277257B2; JP2011198504A; CN102222851B; US20110230102A1

Description

本発明は、規格の異なる複数のレセクタルに接続可能なコネクタに関するものである。

従来から、キーボード、マウス、又はモデム等の周辺機器とパソコン等とを結ぶデータ伝送方法の一つとして、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に準拠したＵＳＢインターフェースが広く用いられている。ＵＳＢ接続は、ＵＳＢケーブル等の先端部に取り付けられたＵＳＢコネクタと、パソコン等に搭載されたＵＳＢレセクタクルとを嵌合することでなされる。
近年、従来のＵＳＢ２．０規格にスーパースピードライン（Super Speedライン、以降「ＳＳライン」と略記）が付加されてグレードアップされたＵＳＢ３．０規格が規格化された。ＵＳＢ規格には、スタンダードＡ規格とスタンダードＢ規格とがある。

特開2009-272290号公報特開2010-027456号公報

図３Ｂに示すＵＳＢ３．０スタンダードＡ規格のコネクタ(USB3.0 Std-Aコネクタ)Ｃ３Ａは、図３Ａに示すＵＳＢ２．０スタンダードＡ規格のコネクタ(USB2.0 Std-Aコネクタ)Ｃ２Ａの内部にＳＳライン用構造Ｓを付加したものである。
USB3.0 Std-AコネクタＣ３Ａは、コネクタの外形形状がUSB2.0 Std-AコネクタＣ２Ａと変わらず、ＵＳＢ３．０スタンダードＡレセクタクル(USB3.0 Std-Aレセクタクル)だけでなく、図３Ｃに示すＵＳＢ２．０スタンダードＡレセクタクル(USB2.0 Std-Aレセクタクル)Ｒ２Ａにも接続できる。したがって、スタンダードＡ規格では、USB3.0 Std-AコネクタＣ３Ａを備えたＵＳＢ３．０ケーブルは、ＵＳＢ２．０ケーブルとしても利用でき、利便性が良い。

対して、図４Ｂに示すＵＳＢ３．０スタンダードＢ規格のコネクタ(USB3.0 Std-Bコネクタ)Ｃ３Ｂは、図４Ａに示すＵＳＢ２．０スタンダードＢ規格のコネクタ(USB2.0 Std-Bコネクタ)Ｃ２Ｂの外部にＳＳライン用構造Ｓを付加したものである。
USB3.0 Std-BコネクタＣ３Ｂは、コネクタの外形形状がUSB2.0 Std-BコネクタＣ２Ｂよりも大きく、図４Ｄに示すＵＳＢ３．０スタンダードＢレセクタクル(USB3.0 Std-Bレセクタクル) Ｒ３Ｂには接続できるが、図４Ｃに示すＵＳＢ２．０スタンダードＡレセクタクル(USB2.0 Std-Bレセクタクル)Ｒ２Ｂには接続できない。
従来の仕様では、スタンダードＢ規格では、USB3.0 Std-BコネクタＣ３Ｂを備えたＵＳＢ３．０ケーブルはＵＳＢ２．０ケーブルとして利用できない。そのため、ＵＳＢ２．０用とＵＳＢ３．０用とで２種類のＵＳＢケーブルを使い分ける必要があり、利便性が良くない。

図３Ａ、図３Ｃ、図４Ａ、及び図４Ｃは、Universal Serial Bus 2.0 Specification, Revision 2.0から抜粋したものである（図３Ａ：Figure 6-2(p.87)、図３Ｃ：Figure 6-7(p.95)、図４Ａ：Figure 6-2(p.87)、図４Ｃ：Figure 6-8(p.96)）。
図３Ｂ、図４Ｂ、及び図４Ｄは、Universal Serial Bus 3.0 Specification, Revision 1.0から抜粋したものである（図３Ｂ：Figure 5-2(p.79-80)、図４Ｂ：Figure 5-7(p.88)、図４Ｄ：Figure 5-6(p.86)）。

特許文献２には２種の規格に対応したコネクタが開示されているが、これは元々互換性のある２種の規格に対応したコネクタに対して、差動ペアのコンタクトのインピーダンス整合を図ったものである。したがって、互換性のないUSB2.0 Std-BコネクタとUSB3.0 Std-Bコネクタに互換性を持たせるものではない。

本発明のコネクタは、
コネクタ本体と、
前記コネクタ本体に一部が収容されると共に、前記コネクタ本体から一部が突出されたコネクタ部とを備え、
前記コネクタ部が、単独で第１の規格のレセクタルに嵌合可能であり、単独では第２の規格のレセクタルに嵌合できない第１のコネクタ部と、当該第１のコネクタ部上に配置され、当該第１のコネクタ部と合わさって前記第２の規格のレセクタルに嵌合可能な第２のコネクタ部とからなるコネクタであって、
前記第２のコネクタ部が前記第１のコネクタ部上を摺動自在とされ、前記コネクタ本体内に収容自在とされたものである。

上記構成の本発明のコネクタでは、上記第２のコネクタ部を必要に応じてコネクタ本体内に収容できるので、第１のコネクタ部のみを用いて第１の規格のレセクタルに嵌合できると共に、第１のコネクタ部及び第２のコネクタ部を用いて第２の規格のレセクタルに嵌合できる。したがって、本発明のコネクタでは、従来構造では接続できなかった規格の異なる複数のレセクタルに接続可能となる。

本発明によれば、従来構造では接続できなかった規格の異なる複数のレセクタルに接続可能なコネクタを提供することができる。

本発明に係る一実施形態のコネクタの全体斜視図及び正面図である。第２のコネクタ部の非収容状態におけるコネクタの縦断面図及び横断面図である。第２のコネクタ部の収容状態におけるコネクタの縦断面図及び横断面図である。第２のコネクタ部の収容を解除する解除構造を示す横断面図である。ＵＳＢ２．０スタンダードＡ規格のコネクタの図である。ＵＳＢ３．０スタンダードＡ規格のコネクタの図である。ＵＳＢ２．０スタンダードＡレセクタクルの図である。ＵＳＢ２．０スタンダードＢ規格のコネクタの図である。ＵＳＢ３．０スタンダードＢ規格のコネクタの図である。ＵＳＢ２．０スタンダードＢレセクタクルの図である。ＵＳＢ３．０スタンダードＢレセクタクルの図である。

「コネクタ」
図面を参照して、本発明に係る一実施形態のコネクタの構成について説明する。
図１は、本実施形態のコネクタの全体斜視図（左図）及び正面図（右図）である。図２Ａは、第２のコネクタ部の非収容状態におけるコネクタの縦断面図及び横断面図である。図２Ｂは、第２のコネクタ部の収容状態におけるコネクタの縦面図及び横断面図である。図２Ｃは、第２のコネクタ部の収容を解除する解除構造を示す横断面図である。縦断面図は図１右図のＸ−Ｘ'断面図、横断面図は図１右図のＹ−Ｙ'断面図である。
図面上は視認しやすくするため、各部材の縮尺や図示は適宜、実際のものとは異ならせてある。また、断面図において、適宜ハッチングを省略してある。

図１及び図２Ａ〜図２Ｃに示す本実施形態のコネクタ１は、ＵＳＢ３．０スタンダードＢ規格のコネクタ(USB3.0 Std-Bコネクタ)であるが、ＵＳＢ２．０スタンダードＢ規格のコネクタ(USB2.0 Std-Bコネクタ)としても使用可能なものである。
本実施形態のコネクタ１は、図１に示すようにＵＳＢ３．０ケーブルＣＡの先端部などに取り付けられ、パソコン等の電子機器に搭載されたＵＳＢレセクタクルに接続されるものである。本実施形態のコネクタ１を備えたＵＳＢ３．０ケーブルＣＡは、ＵＳＢ２．０ケーブルとしても使用できるものである。

本実施形態のコネクタ１は、略直方体状のコネクタ本体１０と、コネクタ本体１０に一部が収容されると共に、コネクタ本体１０から一部が突出されたコネクタ部２０とから構成されている。

本実施形態において、
コネクタ部２０は、
単独で第１の規格であるＵＳＢ２．０スタンダードＢ規格のレセクタル(USB2.0 Std-Bレセクタル、図４Ｃを参照)に嵌合可能であり、単独では第２の規格であるＵＳＢ３．０スタンダードＢ規格のレセクタル(USB3.0 Std-Bレセクタル、図４Ｄを参照)に嵌合できない略直方体状の第１のコネクタ部２１と、
第１のコネクタ部２１上に配置され、第１のコネクタ部２１と合わさって第２の規格であるUSB3.0 Std-Bレセクタルに嵌合可能な略直方体状の第２のコネクタ部２２とから構成されている。
第２のコネクタ部２２は、スーパースピードライン（Super Speedライン、ＳＳライン）用構造を含むコネクタ部である。

本実施形態において、図２Ａ〜図２Ｃに示すように、第２のコネクタ部２２が第１のコネクタ部２１上を摺動自在とされ、コネクタ本体１０内に収容自在とされている。図１中、第２のコネクタ部２２の摺動方向に符号Ｚを付してある。なお、第２のコネクタ部２２がコネクタ本体１０に入る方向について図示してあるが、第２のコネクタ部２２はコネクタ本体１０から出る方向にも摺動自在である。

本実施形態において、第１のコネクタ部２１よりも第２のコネクタ部２２の長さ（摺動方向Ｚの長さ）が短く設定されている。図２Ａ上図に示すように第２のコネクタ部２２の非収容時における第２のコネクタ部２２の先端位置２２Ａは第１のコネクタ部２１の先端位置２１Ａに一致し、図２Ｂ上図に示すように第２のコネクタ部２２の収容時における第２のコネクタ部２２の後端位置２２Ｂは第１のコネクタ部２１の後端位置２１Ｂに一致するよう設計されている。ただし、第１のコネクタ部２１と第２のコネクタ部２２の後端位置の関係は、これに限らず、ずれていても構わない。
本実施形態では、第１のコネクタ部２１と第２のコネクタ部２２において、レセクタルに嵌合される側を「先端側」、ケーブル本体側を「後端側」と定義している。

コネクタ本体１０は、筺体１１と、第２のコネクタ部２２を収容可能な収容室１２と、収容室１２に収容された第２のコネクタ部２２を外側に押し出す伸縮自在な押出し部材１３とを備えている。本実施形態において、押出し部材１３はスプリング材である。

本実施形態において、コネクタ本体１０と第２のコネクタ部２２とに、第２のコネクタ部２２の非収容時に第２のコネクタ部２２をコネクタ本体１０に係止する第１の係止構造と、第２のコネクタ部２２の収容時に第２のコネクタ部２２をコネクタ本体１０に係止する第２の係止構造とが設けられている。また、コネクタ本体１０に、収容室１２に収容された第２のコネクタ部２２のコネクタ本体１０への係止を解除する係止解除構造が設けられている。

具体的には、コネクタ本体１０に、収容室１２の内面から突出した２個の係止片１４Ａを備え、少なくとも係止片１４Ａを含む一部が、収容室１２より外側に向かって開くことが可能な係止部材１４が設けられている。
第２のコネクタ部２２に、第２のコネクタ部２２の非収容時にコネクタ本体１０の係止片１４Ａが係止される２個の第１の係止溝２２Ｃと、第２のコネクタ部２２の収容時にコネクタ本体１０の係止片１４Ａが係止される２個の第２の係止溝２２Ｄとが設けられている。

コネクタ本体１０の係止片１４Ａと第２のコネクタ部２２の第１の係止溝２２Ｃとにより、第２のコネクタ部２２の非収容時に第２のコネクタ部２２をコネクタ本体１０に係止する第１の係止構造が構成されている。コネクタ本体１０の係止片１４Ａと第２のコネクタ部２２の第２の係止溝２２Ｄとにより、第２のコネクタ部２２の収容時に第２のコネクタ部２２をコネクタ本体１０に係止する第２の係止構造が構成されている。
図面上は視認しやすくするため、図２Ａにおいて、係止片１４Ａと第１の係止溝２２Ｃとが離間して図示されているが、実際にはこれらは互いに接触して係止される。同様に、図２Ｂにおいて、係止片１４Ａと第２の係止溝２２Ｄとが離間して図示されているが、実際にはこれらは互いに接触して係止される。
係止片１４Ａ及び係止溝２２Ｃ、２２Ｄは楔状である場合について図示してあるが、これらの形状は互いに係止し合うことができれば、図示する形状に限定されず、適宜設計できる。

係止部材１４は、係止片１４Ａより先端側に筺体１１の外面より突出した突起１４Ｂを備えており、この突起１４Ｂを支点として、第２のコネクタ部２２の摺動方向Ｚに平行な面内で回動自在に構成されている。図２Ｃに示すように、外部から突起１４Ｂを押して係止部材１４を回動させることで、係止部材１４の係止片１４Ａを含む一部を、収容室１２より外側に向かって開くことができる。本実施形態では、かかる構成により、コネクタ本体１０の係止片１４Ａと第２のコネクタ部２２の第１の係止溝２２Ｃとからなる第１の係止構造、及びコネクタ本体１０の係止片１４Ａと第２のコネクタ部２２の第２の係止溝２２Ｄとからなる第２の係止構造の係止を解除する係止解除構造が構成されている。

本実施形態のコネクタ１の作用について説明する。
図２Ａに示すように、第２のコネクタ部２２の非収容時には、第２のコネクタ部２２は、コネクタ本体１０の係止片１４Ａと第２のコネクタ部２２の第１の係止溝２２Ｃとからなる第１の係止構造によりコネクタ本体１０に係止される。
上記非収容状態で、外部から突起１４Ｂを押して係止部材１４を回動させて、係止部材１４の係止片１４Ａを含む一部を収容室１２より外側に向かって開き、コネクタ本体１０の係止片１４Ａと第２のコネクタ部２２の第１の係止溝２２Ｃとからなる第１の係止構造の係止を解除する。
次に、第２のコネクタ部２２を外部から摺動方向Ｚに押圧すると、押出し部材１３が収縮し、図２Ｂに示すように、第２のコネクタ部２２が収容室１２内に収容され、第２のコネクタ部２２は、コネクタ本体１０の係止片１４Ａと第２のコネクタ部２２の第２の係止溝２２Ｄとからなる第２の係止構造によりコネクタ本体１０に係止される。この係止によって、第２のコネクタ部２２はこれ以上コネクタ本体１０内に過度に押し込まれることなく、コネクタ本体１０に固定される。
上記収容状態で、図２Ｃに示すように、外部から突起１４Ｂを押して係止部材１４を回動させて、係止部材１４の係止片１４Ａを含む一部を収容室１２より外側に向かって開き、コネクタ本体１０の係止片１４Ａと第２のコネクタ部２２の第２の係止溝２２Ｄとからなる第２の係止構造の係止を解除すると、押出し部材１３が伸長して第２のコネクタ部２２を外部に押し出し、図２Ａに示した非収容状態に戻る。

本実施形態のコネクタ１における内部端子構造等については、Universal Serial Bus 3.0 Specification, Revision 1.0、及び「背景技術」の項に挙げた特許文献１等を参照されたい。

以上説明したように、本実施形態のコネクタ１では、第２のコネクタ部２２を必要に応じてコネクタ本体１０内に収容できるので、第１のコネクタ部２１のみを用いて第１の規格であるＵＳＢ２．０スタンダードＢ規格のレセクタル(USB2.0 Std-Bレセクタル、図４Ｃを参照)に嵌合できると共に、第１のコネクタ部２１及び第２のコネクタ部２２を用いて第２の規格であるＵＳＢ３．０スタンダードＢ規格のレセクタル(USB3.0 Std-Bレセクタル、図４Ｄを参照)に嵌合できる。したがって、本実施形態のコネクタ１では、従来構造では接続できなかった規格の異なる複数のレセクタルに接続可能となる。
従来の仕様では、スタンダードＢ規格ではUSB3.0 Std-Bコネクタを備えたＵＳＢ３．０ケーブルはＵＳＢ２．０ケーブルとして利用できなかったが、本実施形態のコネクタ１を用いることで、ＵＳＢ２．０用とＵＳＢ３．０用とで２種類のＵＳＢケーブルを使い分ける必要がなくなり、利便性が格段に良くなる。

本発明は上記実施形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、設計変更可能である。
本発明は、ＵＳＢ２．０規格とＵＳＢ３．０規格だけでなく、今後の新たな規格にも適用可能である。

１コネクタ
１０コネクタ本体
１１筺体
１２収容室
１３押出し部材（スプリング材）
１４係止部材
１４Ａ係止片
１４Ｂ突起
２０コネクタ部
２１第１のコネクタ部
２２第２のコネクタ部
２２Ｃ第１の係止溝
２２Ｄ第２の係止溝
Ｚ第２のコネクタ部の摺動方向

Claims

コネクタ本体と、
前記コネクタ本体に一部が収容されると共に、前記コネクタ本体から一部が突出されたコネクタ部とを備え、
前記コネクタ部が、単独で第１の規格のレセクタルに嵌合可能であり、単独では第２の規格のレセクタルに嵌合できない第１のコネクタ部と、当該第１のコネクタ部上に配置され、当該第１のコネクタ部と合わさって前記第２の規格のレセクタルに嵌合可能な第２のコネクタ部とからなるコネクタであって、
前記第１のコネクタ部がＵＳＢ（Universal Serial Bus）２．０スタンダードＢ規格のコネクタ部であり、
前記第２のコネクタ部が前記第１のコネクタ部上を摺動自在とされ、前記コネクタ本体内に収容自在であり、
前記第１のコネクタ部と前記第２のコネクタ部とを合わせた前記コネクタ部がＵＳＢ３．０スタンダードＢ規格のコネクタ部であるコネクタ。
前記コネクタ本体内に、前記第２のコネクタ部を収容可能な収容室と、当該収容室に収容された前記第２のコネクタ部を外側に押し出す伸縮自在な押出し部材とが設けられており、
前記コネクタ本体と前記第２のコネクタ部とに、前記第２のコネクタ部の非収容時に当該第２のコネクタ部を前記コネクタ本体に係止する第１の係止構造と、前記第２のコネクタ部の収容時に前記第２のコネクタ部を前記コネクタ本体に係止する第２の係止構造とが設けられており、
前記コネクタ本体に、前記収容室に収容された前記第２のコネクタ部の前記コネクタ本体への係止を解除する係止解除構造が設けられた請求項１に記載のコネクタ。
前記コネクタ本体に、前記収容室の内面から突出した係止片が設けられており、
前記第２のコネクタ部に、前記第２のコネクタ部の非収容時に前記コネクタ本体の前記係止片が係止される第１の係止溝と、前記第２のコネクタ部の収容時に前記コネクタ本体の前記係止片が係止される第２の係止溝とが設けられた請求項２に記載のコネクタ。
前記コネクタ本体に、前記係止片を備え、少なくとも当該係止片を含む一部が、前記収容室より外側に向かって開くことが可能な係止部材が設けられた請求項３に記載のコネクタ。
前記押出し部材がスプリング材である請求項２に記載のコネクタ。
コネクタ本体と、
前記コネクタ本体に一部が収容されると共に、前記コネクタ本体から一部が突出されたコネクタ部とを備え、
前記コネクタ部が、単独で第１の規格のレセクタルに嵌合可能であり、単独では第２の規格のレセクタルに嵌合できない第１のコネクタ部と、当該第１のコネクタ部上に配置され、当該第１のコネクタ部と合わさって前記第２の規格のレセクタルに嵌合可能な第２のコネクタ部とからなるコネクタであって、
前記第２のコネクタ部が前記第１のコネクタ部上を摺動自在とされ、前記コネクタ本体内に収容自在であり、
前記コネクタ本体内に、前記第２のコネクタ部を収容可能な収容室と、当該収容室に収容された前記第２のコネクタ部を外側に押し出す伸縮自在な押出し部材とが設けられており、
前記コネクタ本体と前記第２のコネクタ部とに、前記第２のコネクタ部の非収容時に当該第２のコネクタ部を前記コネクタ本体に係止する第１の係止構造と、前記第２のコネクタ部の収容時に前記第２のコネクタ部を前記コネクタ本体に係止する第２の係止構造とが設けられており、
前記コネクタ本体に、前記収容室の内面から突出した係止片が設けられており、
前記コネクタ本体に、前記収容室に収容された前記第２のコネクタ部の前記コネクタ本体への係止を解除する係止解除構造が設けられており、
前記第２のコネクタ部に、前記第２のコネクタ部の非収容時に前記コネクタ本体の前記係止片が係止される第１の係止溝と、前記第２のコネクタ部の収容時に前記コネクタ本体の前記係止片が係止される第２の係止溝とが設けられたコネクタ。
前記コネクタ本体に、前記係止片を備え、少なくとも当該係止片を含む一部が、前記収容室より外側に向かって開くことが可能な係止部材が設けられた請求項６に記載のコネクタ。
前記押出し部材がスプリング材である請求項７に記載のコネクタ。
前記第１のコネクタ部がＵＳＢ（Universal Serial Bus）２．０スタンダードＢ規格のコネクタ部であり、
前記第１のコネクタ部と前記第２のコネクタ部とを合わせた前記コネクタ部がＵＳＢ３．０スタンダードＢ規格のコネクタ部である請求項６〜８のいずれかに記載のコネクタ。