(57)【要約】【課題】簡単な構造であってコスト面で有利にでき、ロックの有無を電気的に識別できるＵＳＢコネクタ装置を提供する。【解決手段】ＵＳＢコネクタ装置１０は、制御部１２が、ＵＳＢコネクタがレセプタ内に挿入された後にモータ１６を駆動させて固定部１９をレセプタ内に進出させて固定部１９をＵＳＢコネクタに係止させ、圧力センサ２１より所定の信号が得られた場合にモータ１６をロック状態に保持し、ＵＳＢコネクタの取り外し指令を受けた場合に、モータ１６を戻り方向に駆動させて固定部１９をレセプタから退避させてＵＳＢコネクタへの係止を解除する。【選択図】図１
2013012311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＢコネクタが挿入されるレセプタと、
駆動源により前記レセプタ内に進退移動可能な固定部と、
前記固定部に設けられる圧力センサと、
前記ＵＳＢコネクタの前記レセプタへの挿入の有無および取り外し指令を受けるとともに、前記圧力センサから得られた信号に基づき、前記固定部を進退移動させるために前記駆動源に信号を与える制御部とを備え、
前記制御部は、前記ＵＳＢコネクタが前記レセプタ内に挿入された後に前記駆動源を駆動させて前記固定部を前記レセプタ内に進出させて前記固定部を前記ＵＳＢコネクタに係止させ、前記圧力センサより所定の信号が得られた場合に前記駆動源をロック状態に保持し、前記ＵＳＢコネクタの取り外し指令を受けた場合に、前記駆動源を戻り方向に駆動させて前記固定部を前記レセプタから退避させて前記ＵＳＢコネクタへの係止を解除するＵＳＢコネクタ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＵＳＢコネクタ装置において、
前記圧力センサよりの所定の信号とは、前記制御部が、あらかじめ定められた圧力閾値を格納したデータベースを保存しており、前記圧力閾値が所定値を超えたことを意味するＵＳＢコネクタ装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＵＳＢコネクタ装置において、
前記制御部は、前記固定部を退避させる際に、前記固定部に設けられる距離センサにより前記固定部の移動量を監視するＵＳＢコネクタ装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＵＳＢコネクタ装置において、
前記制御部は、前記距離センサにおけるあらかじめ定められた距離データ値を格納しており、前記距離データ値が所定値を超えた際に、前記ＵＳＢコネクタからの係止の解除を判別するＵＳＢコネクタ装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタ装置において、
前記固定部は、前記ＵＳＢコネクタに当接する弾性部材を備えるＵＳＢコネクタ装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１項に記載のＵＳＢコネクタ装置において、
前記固定部は、アームに接続されており、前記アームは、前記駆動源に歯車結合された歯車減速機構により進退移動されるＵＳＢコネクタ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＵＳＢコネクタ装置において
前記アームは、軸受を介して支柱部に接続されるＵＳＢコネクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＳＢ機器に装備されるＵＳＢコネクタが挿入されるＵＳＢコネクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、ＵＳＢコネクタ装置においてＵＳＢコネクタとレセプタとが接続したとき、レセプタ側シェルに設けられた山形状のロック片が、コネクタ側シェルに形成された孔部に引っ掛かることで、ＵＳＢコネクタの挿入方向への動きが規制される。しかしながら、このようなＵＳＢコネクタ装置は、抜け方向への制止力が弱く、振動や外力が作用すると容易に抜けてしまい、データの転送が中断するおそれがあった。
また、ＵＳＢコネクタ装置は、外部機構を用いてＵＳＢコネクタを固定するものも存在するが、その場合、コネクタ抜けは防止できるものの、取り外しに手間がかかるという問題があった。
そこで、このような課題を解決するための従来のＵＳＢコネクタ装置として、オスコネクタがメスコネクタに接続されると、ロック爪がオスコネクタの接続部上面の係止穴に嵌入し、オスコネクタが抜き取り不能にロックされるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１によれば、オスコネクタの外周面に形成された穴部または凹部を備える。
また、特許文献１によれば、メスコネクタの内周面に形成された穴から出没自在に設けられ、穴から突出することにより、メスコネクタに挿入されたオスコネクタの穴部又は凹部に嵌合されて、オスコネクタの抜けを防止するロック部材を備える。
【０００４】
具体的には、電子機器の電源がオンになっている場合に通信が開始され、通信開始と同時に制御部が加熱ユニットに駆動信号を出力し、アームの先端側に設けられた第２の押圧板が加熱される。そして、第２の押圧板が加熱されることにより、第２の押圧板が元の形状に復元しようとする力でアームの先端部が押圧される。そのため、メスコネクタのアームの先端部に設けられたロック爪が貫通穴から突出して、オスコネクタの接続部上面に設けられた係止穴に嵌入する。
これにより、特許文献１は、オスコネクタが抜き取り不能にロックされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３５２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の方法を用いる場合、第１の押圧板および第２の押圧板が、加熱により元の形状に復元する形状記憶合金製であるために、コストが高いという問題がある。また、特許文献１に記載の方法を用いる場合、第１の押圧板および第２の押圧板を加熱するために、加熱に伴う発熱により機器が発熱するおそれがあり、十分な放熱対策が必要であって構造が複雑化するという問題がある。
さらに、特許文献１は、ＵＳＢコネクタがロックされているのか否かを電気的に識別することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単な構造であってロックの有無を電気的に識別できるＵＳＢコネクタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るＵＳＢコネクタ装置は、ＵＳＢコネクタが挿入されるレセプタと、駆動源により前記レセプタ内に進退移動可能な固定部と、前記固定部に設けられる圧力センサと、前記ＵＳＢコネクタの前記レセプタへの挿入の有無および取り外し指令を受けるとともに、前記圧力センサから得られた信号に基づき、前記固定部を進退移動させるために前記駆動源に信号を与える制御部とを備え、前記制御部は、前記ＵＳＢコネクタが前記レセプタ内に挿入された後に前記駆動源を駆動させて前記固定部を前記レセプタ内に進出させて前記固定部を前記ＵＳＢコネクタに係止させ、前記圧力センサより所定の信号が得られた場合に前記駆動源をロック状態に保持し、前記ＵＳＢコネクタの取り外し指令を受けた場合に、前記駆動源を戻り方向に駆動させて前記固定部を前記レセプタから退避させて前記ＵＳＢコネクタへの係止を解除することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るＵＳＢコネクタ装置によれば、簡単な構造でロックの有無を電気的に識別できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る一実施形態のＵＳＢコネクタ装置のブロック構成図である。
【図２】本発明に係る一実施形態のＵＳＢコネクタ装置の斜め上方から視た外観斜視図である。
【図３】本発明に係る一実施形態のＵＳＢコネクタ装置のアーム周りの一部破断水平断面図である。
【図４】本発明に係る一実施形態のＵＳＢコネクタ装置の固定部の一部破断垂直断面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態のＵＳＢコネクタ装置の制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る一実施形態のＵＳＢコネクタ装置について図面を参照して説明する。
図１に示すように、ＵＳＢコネクタ装置１０は、ＰＣ装置（パーソナルコンピュータ装置）１内に装備され、電源部１１と、制御部１２とを備える。
ＵＳＢコネクタ装置１０は、ＰＣ装置１に有する複数の第１ＵＳＢポート２、第２ＵＳＢポート３・・・において、第１ＵＳＢポート２に第１ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１３を備える。
ＵＳＢコネクタ装置１０は、第２ＵＳＢポート３に第２ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１４を備える。
なお、複数の第１ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１３、第２ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１４は、同一構造を有するために、以下の説明では、第１ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１３についてのみ説明し、第２ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１４の説明は省略する。
【００１２】
電源部１１は、ＰＣ装置１側のＤＣ電源、あるいはＡＣからＤＣへ変換するパワーサプライ等であり、モータ制御部１５や制御部１２等に電源を供給する。
制御部１２は、ＰＣ装置１内にＣＰＵおよびメモリ資源を使用しており、一例としてＷｉｎｄｏｗｓ−ＯＳ（Ｗｉｎｄｏｗｓは登録商標）では、Ｗｉｎｄｏｗｓメッセージを監視する。
そして、制御部１２は、第１ＵＳＢポート２、第２ＵＳＢポート３・・・における接続状態（接続／取り外し可能）を検知する。
第１ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１３は、ＵＳＢポートアドレスに対して機能が関連付けられている。
第１ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１３は、モータ制御部１５と、モータ１６と、距離センサ１７と、ギア１８と、固定部１９と、アーム２０と、圧力センサ２１と、支柱部２２とから構成される。
【００１３】
モータ制御部１５は、ＵＳＢポートアドレスを記憶する機能と、モータ１６のステップ数を記憶する機能と、距離センサ１７の基準値を記憶する機能と、距離センサ１７の検知後のモータ動作制御機能とを有する。
モータ１６およびギア１８は、精密な位置調整が可能であれば特に限定しない。ここでは、一例としてステッピングモータおよびピニオンギアを使用したラック・アンド・ピニオン方式とする。
ラック・アンド・ピニオン方式は、バックラッシュが少ないことおよび安価であること等の理由から適用される。なお、細かな制御が可能であれば、ラック・アンド・ピニオン方式に代えて、ソレノイドやウォームギアを組み合わせた構造でもよい。
【００１４】
モータ１６とギア１８とは、モータ軸であるシャフト（図２参照）２３を介して連動している。
ギア１８は、ラック（図２参照）２４を有するアーム２０に歯車結合されており、ギア１８がモータ１６の動作により回転することにより、アーム２０の上げ下げを行う。ギア１８とラック２４とは、歯車減速機構を構成する。
アーム２０は、支柱部２２側に係合凸部（図３参照）２５を有しており、この係合凸部２５が支柱部２２に係合する。
【００１５】
図２に示すように、ＵＳＢコネクタ装置１０は、具体的に、第１ＵＳＢコネクタ４が装着される第１ＵＳＢポート２に有するレセプタ５に装備される。
レセプタ５は、その天板６に、一対の固定部１９が進退可能な一対の固定部用孔７を有する。
第１ＵＳＢコネクタ４は、レセプタ５に装着された際に、レセプタ５の固定部用孔７に対応して配置されるロック孔８を有する。
【００１６】
一対の固定部１９は、レセプタ５の天板６の上方に配置される。固定部１９は、アーム２０の所定位置からレセプタ５に向けて突出される。
アーム２０は、ギア１８側にラック２４を有し、このラック２４がギア１８に噛み合う。
支柱部２２およびモータ１６は、基台２６上に固定されている。モータ１６は、モータ制御部１５に配線２７を通じて電気的に接続され、モータ制御部１５は、配線２８を通じて制御部１２に電気的に接続される。
なお、配線２７および配線２８は、基台２６が載置される不図示の基板に形成されるプリント回路等でもよい。
【００１７】
図３に示すように、ギア１８に噛み合うラック２４を有するアーム２０は、ラック２４とは反対側に係合凸部２５を有する。
支柱部２２は、アーム２０の係合凸部２５に係合される係合凹部２９を有する。
そして、アーム２０の係合凸部２５と支柱部２２の係合凹部２９との間に軸受３０が組み込まれている。
そのため、軸受３０により、アーム２０の係合凸部２５と、支柱部２２の係合凹部２９との間の摩擦抵抗が減少するために、支柱部２２に対してアーム２０は、スムースに上下移動できる。
【００１８】
図４に示すように、固定部１９は、先端部に圧力センサ２１を取り付けており、一対の固定部１９の間に距離センサ１７を取り付けている。
また、固定部１９は、強度のある金属で成形され、先端部のみに弾性部材であるゴム部材３１が成形される。
固定部１９は、レセプタ５の天板６の固定部用孔７を通じて、第１ＵＳＢコネクタ４をロックする際に、ゴム部材３１が第１ＵＳＢコネクタ４のロック孔８に当接することにより、第１ＵＳＢコネクタ４への損傷を防止できる。
このとき、圧力センサ２１がゴム部材３１に覆われており、第１ＵＳＢコネクタ４との接触を検知する。
【００１９】
次に、ＵＳＢコネクタ装置１０の制御動作について説明する。
図５に示すように、第１ＵＳＢコネクタ４がレセプタ５に挿入され、Ｗｉｎｄｏｗｓメッセージ（「ＷＭ  ＤＥＶＩＣＥＣＨＡＮＧＥ」）が出されると、その内容からＵＳＢ機器の接続を検知し、接続された第１ＵＳＢポート２が判別される（ステップＡ１、Ａ２、Ａ３）。
このとき、第１ＵＳＢポート２に設置されている第１ＵＳＢコネクタ抜け止め機構１３においてアーム２０はレセプタ５の天板６に上方に退避している。
第１ＵＳＢポート２が判別されることにより、モータ制御部１５がモータ１６を正転させてアーム２０を下降方向に移動させる。
【００２０】
アーム２０が下降される際に、制御部１２は、モータ１６の正回転方向のステップ数を記憶する（ステップＡ４）。
アーム２０が下降されることにより、固定部１９がレセプタ５の固定用孔７から第１ＵＳＢコネクタ４のロック孔８に当接する。
そのため、圧力センサ２１が第１ＵＳＢコネクタ４への接触を検知することにより、制御部１２は、コネクタロック状態と判断してモータ１６を停止させる（ステップＡ５、Ａ６）。
このとき、制御部１２は、あらかじめ定められた圧力閾値を格納したデータベースを保存しており、圧力閾値が所定値を超えたことによりコネクタロック状態と判断する。
【００２１】
次に、制御部１２が、シャットダウン、あるいはＵＳＢ機器の取り外しのＷｉｎｄｏｗｓメッセージを検知すると、モータ制御部１５がモータ１６を逆転させる（ステップＡ７、Ａ８）。
制御部１２は、ステップＡ４で記憶したステップ数と同じステップ数でモータ１５の逆転を行う（ステップＡ９）。
このとき、ギア欠けなどの要因により固定解除が不十分となっている虞があるため、距離センサ１７により固定部１９と第１ＵＳＢコネクタ４との距離を計測する（ステップＡ１０）。
【００２２】
距離センサ１７の値が基準値未満であった場合は、モータ１５を１ステップ逆転する（ステップＡ１１）。
この処理は、距離センサ１７の値が基準値以上となるまで繰り返し行う。
そして、距離センサ１７の値が基準値を超えた後に、モータ１５を停止して固定部１９が復帰されて終了する（ステップＡ１２）。
【００２３】
以上、説明したように一実施形態のＵＳＢコネクタ装置１０によれば、制御部１２は、第１ＵＳＢコネクタ４がレセプタ５内に挿入された後にモータ１６を駆動させて固定部１９をレセプタ５内に進出させて固定部１９を第１ＵＳＢコネクタ４に係止させる。
また、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、圧力センサ２１より所定の信号が得られた場合にモータ１６をロック状態に保持する。
そして、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、第１ＵＳＢコネクタ４の取り外し指令を受けた場合に、モータ１６を戻り方向に駆動させて固定部１９をレセプタ５から退避させて第１ＵＳＢコネクタ４への係止を解除する。
従って、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、ユーザの意図しない第１ＵＳＢコネクタ４の抜けを防止することにより、データ転送の中断やデータファイルの破損を防止できる。
また、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、ＰＣ装置１の内部において、第１ＵＳＢコネクタ４のロック機能を制御するため、ユーザが特別な操作を行うことなく抜け防止機能を実現できる。
そして、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、簡単な構造であってコスト面で有利にでき、ロックの有無を電気的に識別できる。
【００２４】
また、一実施形態のＵＳＢコネクタ装置１０によれば、制御部１２は、圧力センサ２１が第１ＵＳＢコネクタ４への接触を検知することにより、コネクタロック状態と判断してモータ１６を停止させる。
このとき、制御部１２は、あらかじめ定められた圧力閾値を格納したデータベースを保存しており、圧力閾値が所定値を超えたことによりコネクタロック状態と判断する。
従って、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、制御部１２が、圧力センサ２１の検出値に基づいてロック状態あるいはアンロック状態を確実に検出できる。
【００２５】
そして、一実施形態のＵＳＢコネクタ装置１０によれば、制御部１２は、固定部１９を退避させる際に、固定部１９に設けられる距離センサ１７により固定部１９の移動量を監視する。
従って、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、制御部１２が、距離センサ１７の検出値に基づいてアンロック状態を確実に検出できる。
【００２６】
さらに、一実施形態のＵＳＢコネクタ装置１０によれば、制御部１２は、距離センサ１７におけるあらかじめ定められた距離データ値を格納しており、距離データ値が所定値を超えた際に、固定部１９の第１ＵＳＢコネクタ４からの係止の解除を判別する。
従って、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、制御部１２が、距離センサ１７の検出値に基づいてアンロック状態を検出することにより、固定部１９のアンロック状態の精度を向上できる。
【００２７】
さらにまた、一実施形態のＵＳＢコネクタ装置１０によれば、固定部１９がレセプタ５の天板６の固定部用孔７を通じて第１ＵＳＢコネクタ４をロックする際に、ゴム部材３１が第１ＵＳＢコネクタ４のロック孔８に当接することにより、第１ＵＳＢコネクタ４への損傷を防止できる。
【００２８】
そしてまた、一実施形態のＵＳＢコネクタ装置１０によれば、固定部１９は、アーム２０に接続された歯車減速機構であるギア１８およびラック２４により進退移動される。
従って、固定部１９は、歯車減速機構により確実に移動される。
【００２９】
加えて、一実施形態のＵＳＢコネクタ装置１０によれば、アーム２０の係合凸部２５と支柱部２２の係合凹部２９との間に軸受３０が組み込まれている。
従って、ＵＳＢコネクタ装置１０によれば、軸受３０により、アーム２０の係合凸部２５と、支柱部２２の係合凹部２９との間の摩擦抵抗が減少するために、支柱部２２に対してアーム２０をスムースに上下移動できる。
【００３０】
なお、本発明のＵＳＢコネクタ装置は、前述した一実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形や改良等が可能である。
【符号の説明】
【００３１】
４  第１ＵＳＢコネクタ（ＵＳＢコネクタ）
５  レセプタ
１０  ＵＳＢコネクタ装置
１２  制御部
１６  モータ（駆動源）
１７  距離センサ
１８  ギア（歯車減速機構）
１９  固定部
２０  アーム
２１  圧力センサ
２２  支柱部
２４  ラック（歯車減速機構）
３０  軸受
３１  ゴム部材（弾性部材）
【図１】
2013012311.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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