(57)【要約】【課題】  ＰＣ本体の側で電力を必要としているときなどには、ＵＳＢ機器の側へ供給できる電力が不足して駆動できないことが起きることがあった。また、ＵＳＢ機器が電力を使用するためにＰＣ本体の側で必要な電力を確保できず、動作が不安定になったり起動に失敗することがあった。【解決手段】  ＵＳＢ通信ケーブル１０を使用して図示しないＰＣ本体とＵＳＢ機器とを接続すると、ＰＣ本体の電源をオンにした直後の短時間にコンデンサ１２が充電され、その後に続くＰＣ本体の起動時にわずかな電力不足が生じたとしてもコンデンサ１２に蓄えられた電力が放電され、同電力不足を補うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ本体あるいは中継器と、周辺機器との接続に使用され、通信線と電力供給線とを有し、通信信号を伝導させるとともに、ＰＣ本体あるいは中継器の側から周辺機器の側へと電力を伝導させる通信ケーブルであって、
上記電力供給線に蓄電素子を並列に接続したことを特徴とする通信ケーブル。
【請求項２】
上記蓄電素子が、コンデンサであることを特徴とする請求項１に記載の通信ケーブル。
【請求項３】
上記コンデンサが、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項２に記載の通信ケーブル。
【請求項４】
ケーブルの両端に有するコネクタ内に上記蓄電素子を収容することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の通信ケーブル。
【請求項５】
当該ケーブルを巻き取るリール部を有するとともに、同リール部の内部に上記蓄電素子を収容することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の通信ケーブル。
【請求項６】
雌型コネクタと雄型コネクタを有して他の通信ケーブルと上記ＰＣ本体あるいは中継器との間を接続するか、あるいは雌型コネクタと雌型コネクタとを有して他の通信ケーブル間を接続する連結器として形成され、同連結器のボディ内に上記蓄電素子を収容することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の通信ケーブル。
【請求項７】
複数の上記連結器を直列に接続可能な形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の通信ケーブル。
【請求項８】
異種の性質を有する複数の上記蓄電素子を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の通信ケーブル。
【請求項９】
上記複数の蓄電素子は、少なくとも急速充電タイプの蓄電素子と、通常充電タイプの蓄電素子であることを特徴とする請求項８に記載の通信ケーブル。
【請求項１０】
上記電力供給線の電圧が所定の電圧を超えたときにだけ上記蓄電素子に充電させることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の通信ケーブル。
【請求項１１】
上記蓄電素子に加えて発電素子を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の通信ケーブル。
【請求項１２】
上記蓄電素子に加えて機械的な発電機構を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の通信ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣ本体あるいは中継器と、周辺機器との接続に使用され、通信線と電力供給線とを有し、通信信号を伝導させるとともに、ＰＣ本体あるいは中継器の側から周辺機器の側へと電力を伝導させる通信ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
周辺機器としてＵＳＢ機器などが利用されている。ＵＳＢ機器は、ＵＳＢケーブルを介してＰＣ本体に対して直に接続されたり、ハブを介在させて接続されている。ＵＳＢケーブルは通信線と電力供給線とを有し、周辺機器とＰＣ本体との間での通信を行わせるとともに、ＵＳＢ機器が規格電力の範囲で駆動できるものであるときにはその駆動電力をＰＣ本体の側から供給する。
【０００３】
また、規格電力を超える電力を必要とするＵＳＢ機器の場合は別にＡＣ電源に接続されたり、ＡＣアダプタを介してＰＣ本体以外から駆動電力を供給するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２０１７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＰＣ本体の電源が十分に大きい場合は、ＵＳＢケーブルを介して常に規格に適した電力を周辺機器に供給することができるはずである。しかし、起動時など、一時的に大きな消費電力を必要とすることがあり、そのようなときにも周辺機器への供給電力を規格通りに保つことができるようにするには電源部においてかなりの余裕を持たなければならない。従って、通常はある程度の妥協が必要とされ、一時的に大きな消費電力を必要とする場合には周辺機器への供給電力が規格通りに保持されないことが多い。
【０００５】
この結果、ＰＣ本体の側で電力を必要としているときなどには、ＵＳＢ機器の側へ供給できる電力が不足して駆動できないことが起きることがあった。また、ＵＳＢ機器が電力を使用するためにＰＣ本体の側で必要な電力を確保できず、動作が不安定になったり起動に失敗することがあった。
【０００６】
そのような状況を防ぐために規格上では不要なはずであるにもかかわらずＡＣアダプタを備えておくこともあるが、それでは携帯性が損なわれてしまう。
本発明は上記課題にかんがみてなされたもので、携帯性を損なうことなく電力不足に伴う症状を防止あるいは軽減することが可能なＵＳＢケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、ＰＣ本体あるいは中継器と、周辺機器との接続に使用され、通信線と電力供給線とを有し、通信信号を伝導させるとともに、ＰＣ本体あるいは中継器の側から周辺機器の側へと電力を伝導させる通信ケーブルであって、上記電力供給線に蓄電素子を並列に接続した構成としてある。
【０００８】
上記構成からなる本発明では、本来の機能としての通信信号を伝導させる通信機能と、電力を伝導させる電力線機能とに加え、電力供給線に対して並列に接続した蓄電素子が、電力に余裕のあるときには蓄電し、電力に余裕のなくなったときには放電する。このため、一時的な電力不足によってＰＣ本体や周辺機器が動作不能となることがなくなる。
【０００９】
このような通信ケーブルは上記通信線で送受信する通信信号の性質によって各種の規格が存在するが、電力供給線としての機能を有するものであれば、特に規格自体が限定されるものではなく、ＵＳＢケーブルであったり、ＩＥＥＥ１３９４ケーブルであったり、シリアルＡＴＡケーブルであってもよい。また、ＬＡＮケーブル等にも応用可能である。
【００１０】
以上のような蓄電素子の一例として、請求項２にかかる発明は、コンデンサを使用する構成としてある。また、請求項３にかかる発明は、特に、電気二重層コンデンサを使用する構成としてある。
コンデンサを使用することにより、充電回路などを特に必要としないで簡易な構成とでき、また、電気二重層コンデンサであれば急速に充電できるとともに供給可能な電力の容量も大きい。
蓄電素子は電線部分に装着してもよいが、装着適した各種の部位に装着することで利便性が向上する。その一例として、請求項４にかかる発明は、ケーブルの両端に有するコネクタ内に上記蓄電素子を収容する構成としてある。
電線の両端に備えられるコネクタは樹脂で成型されており、持ちやすいように電線よりも十分に大きく形成されている。従って、容積として蓄電素子を収容することが可能であるし、一体成型する際に蓄電素子を含めることで使用する樹脂の量も減るし、樹脂成形で生じやすいヒケも防止できる。
【００１１】
携帯性や利便性をかんがみた請求項５にかかる発明は、当該ケーブルを巻き取るリール部を有するとともに、同リール部の内部に上記蓄電素子を収容する構成としてある。
ケーブルの電線を巻き取れるようにすることで携帯時の取り扱いが容易になる。また、リール部の形状として中心部分には電線を巻き付けない無用な空間が形成されるので、同空間内に蓄電素子を収容することが可能である。
また、通信線と電力供給線は必ずしも可撓性のある電線として形成されている必要はなく、たとえば連結器内に存在する導体部分であってもよい。その一例として、請求項６にかかる発明は、雌型コネクタと雄型コネクタを有して他の通信ケーブルと上記ＰＣ本体あるいは中継器との間を接続するか、あるいは雌型コネクタと雌型コネクタとを有して他の通信ケーブル間を接続する連結器として形成され、同連結器のボディ内に上記蓄電素子を収容する構成としてある。
【００１２】
雌型コネクタと雄型コネクタを有する連結器では、他の通信ケーブルの一端が雄型であるとすると連結器の雌型コネクタに装着し、他方の雄型コネクタで上記ＰＣ本体あるいは中継器に接続可能である。また、雌型コネクタと雌型コネクタとを有する連結器では、双方に他の通信ケーブルの雄型コネクタを接続することで一本の通信ケーブルとすることができる。このような連結器はそもそもコネクタを接続できるような大きさとなっているから蓄電素子を収容する部位も成型しやすいし、連結器の形態として提供することで既存の通信ケーブルをそのまま生かすということができる。
【００１３】
蓄電できる電力の容量は蓄電素子の性質（容量）に依存する。蓄電できる容量を大きくするために使用する蓄電素子の容量をやみくもに大きくするのは無駄である。このため、請求項７にかかる発明は、複数の上記連結器を直列に接続可能な形状に形成した構成としてある。蓄電素子は電力供給線と並列に接続してあり、連結器を直列に接続することで蓄電素子は順次並列に接続され、蓄電できる容量を調整できる。このため、その環境に応じて必要な容量となるように必要な数だけ接続すればよい。
【００１４】
蓄電素子は必ずしも一つである必要はなく、複数の蓄電素子を利用するようにしてもよい。その場合の好適な一例として、請求項８にかかる発明は、異種の性質を有する複数の上記蓄電素子を備えた構成としてある。そして、異種とする例として、請求項９にかかる発明は、上記複数の蓄電素子が、少なくとも急速充電タイプの蓄電素子と、通常充電タイプの蓄電素子となるように構成してある。
【００１５】
例えば、起動時の状況を考えると、ゆっくり充電しているのでは間に合わないし、かといって急速に充電できるものは容量にも限界があるなど、一長一短である。急速充電タイプの蓄電素子と、通常充電タイプの蓄電素子を利用すれば、起動時に急速に充電できて起動中の充電不足を補える可能性が高くなるし、一方で起動後はゆっくり充電して容量の大きなコンデンサが電力の安定を図ることで、全体のパフォーマンスを向上させることができる。
【００１６】
蓄電素子は、蓄電時は電力消費素子となるので、状況によっては電力不足に追い打ちをかけかねない。このため、請求項１０にかかる発明は、上記電力供給線の電圧が所定の電圧を超えたときにだけ上記蓄電素子に充電させる構成としてある。
電力供給線の電圧で電力が余剰状態にあるのか欠乏状態にあるのか判断できる。従って、余剰状態にあるといえる所定の電圧を超えているときにだけ充電をすることで、電力不足に追い打ちをかけることを防止できる。
このような蓄電素子による電力不足の防止に加え、請求項１１にかかる発明は、上記蓄電素子に加えて発電素子を有する構成としてある。
例えば、光発電素子を備えることで、携帯性を損なわずに電力不足を防止できるし、蓄電素子への蓄電にも貢献するので、起動時等の蓄電が間に合いにくいような状況でも電力不足を回避しやすくなる。
さらに、請求項１２にかかる発明は、上記蓄電素子に加えて機械的な発電機構を備えた構成としてある。
例えば、フライホイールに磁石を固定し、同磁石の周回位置に発電コイルを設置し、同フライホイールをハンドグリップとギア機構などを介して高速に回転させる。この発電機構により発電コイルに生じる起電力を利用して蓄電素子への蓄電を行わせる。これにより、上記と同様に携帯性を損なわずに電力不足を防止できるし、蓄電素子への蓄電にも貢献するので、起動時等の蓄電が間に合いにくいような状況でも電力不足を回避しやすくなる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、通信ケーブル自体に蓄電機能を備えたことにより、既存の周辺機器に変更を加えたり、ＰＣ本体の側に変更を加えるというような苦労を伴うことなく、容易に一時的な電力不足によって上記ＰＣ本体や周辺機器が動作不能となることを未然に防ぐことが可能な通信ケーブルを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＵＳＢ通信ケーブルを概略回路図により示しており、図２は外観を概略図により示している。
ＵＳＢ通信ケーブル１０は、４本の導線１１ａ〜１１ｄを有しており、それぞれＶｃｃ，ＵＳＢ−，ＵＳＢ＋，ＧＮＤとなっている。機能的には、（＋）電源線、ｄａｔａ１線、ｄａｔａ２線、（−）電源線と呼ばれる。これらの（＋）電源線と（−）電源線が本発明の電力供給線に相当し、ｄａｔａ１線とｄａｔａ２線とが通信線とに相当する。ケーブル１１の途中には上記電力供給線と並列に電気二重層コンデンサなどのコンデンサ１２を接続して構成されている。このコンデンサ１２が蓄電素子に相当する。コンデンサ１２は電気二重層コンデンサを利用すると急速充電でき、比較的容量も大きいので一時的に電力不足が生じるときにも比較的長い時間対応できるし、わずかの時間で充電できるので次の電力不足が生じるときへの対応もよい。
【００２０】
図２に示すように、その外観は、ケーブル部分１１にコンデンサ１２が突出した状態となり、外部をケース１３で覆うことになる。ケース１３の代わりにモールドで固定するようにしてもよい。
このようなＵＳＢ通信ケーブル１０を使用して図示しないＰＣ本体とＵＳＢ機器とを接続すると、ＰＣ本体の電源をオンにした直後の短時間にコンデンサ１２が充電され、その後に続くＰＣ本体の起動時にわずかな電力不足が生じたとしてもコンデンサ１２に蓄えられた電力が放電され、同電力不足を補うことができる。なお、ＵＳＢ機器はＰＣ本体に接続された外部のハブに対して接続される利用態様もある。
【００２１】
また、このようなＵＳＢ通信ケーブル１０にＵＳＢ周辺機器を接続することなく、ＰＣ本体にだけ接続して同ＰＣ本体を起動させ、起動後にＵＳＢ周辺機器を接続すれば、起動時の電力不足を確実に回避し、かつ、十分にコンデンサ１２が充電された後にＵＳＢ周辺機器が接続されるので、比較的電力供給能力が低いノート型のパーソナルコンピュータであっても電力不足による動作不安定の問題を回避することができるようになる。
【実施例２】
【００２２】
図３は、上記コンデンサ１２をＵＳＢ通信ケーブル１０の両端に備えられるコネクタ１４部分に装着した状態を示している。コネクタ１４は、樹脂基板部１４ａと、同樹脂基板部１４ａ上に配置された導線１４ｂ１〜１４ｂ４と、樹脂基板部１４ａの先端側を覆う金属カバー１４ｃと、金属カバー１４ｃを露出させつつ全体を樹脂でモールドして形成される樹脂モールド部１４ｄとから構成されている。
【００２３】
通常、樹脂モールド部１４ｄ内では導線１１ａ〜１１ｄの先端を導線１４ｂ１〜１４ｂ４に接続しているだけであるが、この実施例では、上記コンデンサ１２を導線１４ｂ１，１４ｂ４に接続している。
樹脂モールド部１４ｄ内にコンデンサ１２が収容されているため、ケーブル１１部分に突出物がなく、使用時にコンデンサ１２が何かに引っかかるといった不具合が生じない。また、１４モールド部１４ｄ内に収容されるため、樹脂のヒケも生じず、成型しやすくなる。
【実施例３】
【００２４】
図４は、ケーブル部分１１を巻き取るリール部１５を備えた状態を示している。リール部１５は、図５に示すように外部ケース１５ａと、リール１５ｂとを有している。リール１５ｂは、ボビン状に形成され、外側の断面凹部分１５ｂ１にケーブル部分１１を巻き取れる構成となっている。また、内側は軸芯を中心として円柱状の凹部１５ｂ２が形成され、同凹部１５ｂ２内にケーブル部分１１の略中央部が挿入されるとともに、コンデンサ１２が収容されて接続されている。
【００２５】
リール部１５のリール１５ｂはボビン状に形成されるので、中央部分に空間が生じており、この空間部分を有効に利用しつつ、ケーブル部分１１を巻き取ることで使いやすくなる。
【実施例４】
【００２６】
図６は、コンデンサ１２を有していない通信ケーブルのコネクタ１４に装着する連結器１６内にコンデンサ１２を収容する状態を示している。
コネクタ１４には雄型と雌型とがあり、連結器１６は一つの樹脂基板１６ａの両端に雄型と雌型のコネクタが形成されている。そして、樹脂基板１６ａの途中にコンデンサ１２を接続し、外側を樹脂でモールドして樹脂モールド部１６ｄを形成している。
このようにすれば、キャップのように通信ケーブルの一端に装着することだけでコンデンサ１２を接続するのと同じ効果が生じる。むろん、この連結器１６単体も一種の通信ケーブルであることに変わりない。
【実施例５】
【００２７】
図８は、同様にコンデンサ１２を収容した連結器１７を示している。この連結器１７は両端に雌型のコネクタを有しており、樹脂基板１７ａの途中にコンデンサ１２を接続し、外側を樹脂でモールドして樹脂モールド部１７ｄを形成している。
両方を雌型のコネクタとすることにより、両方からコンデンサ１２を有していない通信ケーブルを装着し、延長させた一本のＵＳＢ通信ケーブルとして使用することができる。
【実施例６】
【００２８】
上述した実施例においては、コンデンサ１２を一つだけ使用するものであるが、使用するコンデンサは一つのものに限られる必要はない。複数の性質の異なるコンデンサを使用して蓄電機能の長所と短所とを補い合うようにすることが可能である。
図９は充電が急速に行えるものの、電気容量が小さいコンデンサの充電特性を示しており、図１０は、充電に時間がかかるものの、電気容量が大きいコンデンサの充電特性を示している。前者だけであれば、電気容量が小さいので電力不足が長引いたときに対応できないし、後者だけであれば、起動時などに生じる電力不足のときには未充電で対応できない。
【００２９】
両者を組み合わせれば、起動時の電力不足には前者のコンデンサで対応し、その後に生じる比較的長い時間の電力不足のときには後者のコンデンサで対応するので、使用期間の全般にわたって電力不足を補える。
【実施例７】
【００３０】
コンデンサ１２への充電時には電力を消費するので、電力不足のときに充電を行うようでは電力不足を助長してしまう。
図１１は、コンデンサ１２ａに加えて制御回路１２ｂを備えており、同制御回路１２ｂは電力供給線の電圧が所定の電圧よりも高いときにだけコンデンサ１２ａへ電流が流れるようにする。例えば、Ｖｃｃの電圧が５Ｖであるので、しきい値として５Ｖあるいは５．１Ｖといった電圧を設定しておけば電力不足が生じていないときにだけコンデンサ１２ａへ電流が流れて充電を行わせることができる。なお、ダイオード１２ｃは制御回路１２ｂを介さないで充電が行われるのを防止するために装着されている。
【実施例８】
【００３１】
電力不足を補う他の手法を併用することもまた有用である。
図１２は、アモルファス素子からなる光発電パネル１８を電力供給線１１ａ，１１ｄに装着した実施例を示している。ケーブル部分１１の途中から光発電パネル１８が分岐した状態となる。なお、光発電パネル１８の形状が幾分か大きくなるので、コンデンサ１２は同光発電パネル１８の背面などに備えればよい。また、図示していないが必要な逆流防止素子などを接続しておく。
【実施例９】
【００３２】
携帯性を損なわず、電力不足も生じさせないというためには、光発電パネルのみでなく、機械的な発電機構を備えておくことも有用である。
図１３は、発電機構１９を備えた例を示している。
ギアボックス１９ａは図示しないハンドルを介して駆動力を供給され、フライホイール１９ｂを高速に回転させる。フライホイール１９ｂには円形の磁石１９ｃが固定され、磁石１９ｃは周囲に配置された発電コイル１９ｄ内で高速に回転する。また、フライホイール１９ｂの作用により、ハンドルを回し終えたしばらく後まで回転している。この間に発電コイル１９ｄに生じる起電力により、コンデンサ１２を充電する。
【００３３】
図面上は磁石１９ｃと発電コイル１９ｄを簡略化して示しているが、多極化するなどの発電効率を増大させる構成としてある。なお、発電機構１９はケース１９ｅにて被覆してある。
このような構成としておけば、ＰＣ本体がノート型のパーソナルコンピュータであって、充電電池で駆動させなければならないような状況においても、起動前にハンドルをわずかに回転させてコンデンサ１２を充電し、ついで起動させることで確実に電力不足を生じさせないでＰＣ本体やＵＳＢ周辺機器を使用することができる。
【実施例１０】
【００３４】
上述した実施例では、本発明の蓄電機能を有する通信ケーブルをＵＳＢ通信ケーブルとして使用しているが、ＵＳＢ以外にもＩＥＥＥ１３９４ケーブルであったり、シリアルＡＴＡケーブルなどに適用できることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
通信ケーブル自体に蓄電機能を備えたことにより、既存の周辺機器に変更を加えたり、ＰＣ本体の側に変更を加えるというような苦労を伴うことなく、容易に一時的な電力不足によって上記ＰＣ本体や周辺機器が動作不能となることを未然に防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＵＳＢ通信ケーブルを示す概略回路図である。
【図２】ＵＳＢ通信ケーブルを外観を示す概略図である。
【図３】コンデンサを収容したＵＳＢ通信ケーブルのコネクタ内部を示す図である。
【図４】ケーブル部分を巻き取るリール部を備えた状態を示す図である。
【図５】リール部の構成を示す図である。
【図６】コンデンサを収容した連結器を示す図である。
【図７】コンデンサを収容した連結器を示す図である。
【図８】コンデンサを収容した連結器を示す図である。
【図９】充電が急速に行えるものの、電気容量が小さいコンデンサの充電特性を示す図である。
【図１０】充電に時間がかかるものの、電気容量が大きいコンデンサの充電特性を示す図である。
【図１１】コンデンサに加えて制御回路を備えた回路図である。
【図１２】アモルファス素子からなる光発電パネルを装着した状態を示す図である。
【図１３】発電機構を備えた例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０…ＵＳＢ通信ケーブル
１１…導線
１２…コンデンサ
１４…コネクタ
１５…巻き取りリール部
１６，１７…連結器
１８…発電パネル
１９…発電機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2005174708.tif 000012
【図１１】
2005174708.tif 000013
【図１２】
2005174708.tif 000014
【図１３】
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