(57)【要約】【課題】安全性及び利便性の高いＵＳＢオスコネクタを提供することを目的とする。【解決手段】ＵＳＢオスコネクタは、第１の面及び第２の面に、それぞれ対応する複数の導電性の端子を有する接続部と、第１の導電性の端子に接続された第１のダイオードと、第２の導電性の端子に接続された第２のダイオードとを有し、第１の導電性の端子は接続部の第１の面に設けられ、第２の導電性の端子は接続部の第２の面に設けられ、第２の導電性の端子は第１の導電性の端子と対応している。【選択図】図４Ｂ
2013041830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面及び第２の面に、それぞれ対応する複数の導電性の端子を有する接続部と、
第１の導電性の端子に接続された第１のダイオードと、
第２の導電性の端子に接続された第２のダイオードと
を有し、
前記第１の導電性の端子は前記接続部の前記第１の面に設けられ、
前記第２の導電性の端子は前記接続部の前記第２の面に設けられ、
前記第２の導電性の端子は前記第１の導電性の端子と対応している
ことを特徴とするＵＳＢオスコネクタ。
【請求項２】
前記第１のダイオードの陽極端子と前記第１の面に設けられた前記導電性の端子とが接続され、前記第２のダイオードの陽極端子と前記第２の面に設けられた前記導電性の端子とが接続されたことを特徴とする請求項１記載のＵＳＢオスコネクタ。
【請求項３】
前記第１のダイオードの陰極端子と前記第２のダイオードの陰極端子とが接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のＵＳＢオスコネクタ。
【請求項４】
前記第１のダイオードの陰極端子に、プルアップ抵抗及びプルダウン抵抗のうちの少なくとも一方が接続されていることを特徴とする請求項３記載のＵＳＢオスコネクタ。
【請求項５】
前記第１のダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタであることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載のＵＳＢオスコネクタ。
【請求項６】
前記第２のダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタであることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載のＵＳＢオスコネクタ。
【請求項７】
第１の面及び第２の面に、それぞれ対応する複数の導電性の端子を有する接続部の前記第１の面に設けられた第１の導電性の端子に第１のダイオードを接続し、
前記接続部の前記第２の面に設けられた第２の導電性の端子に第２のダイオードを接続する
ことを特徴とするＵＳＢオスコネクタの製造方法。
【請求項８】
前記第１のダイオードの陽極端子と前記第１の面に設けられた前記導電性の端子とが接続され、前記第２のダイオードの陽極端子と前記第２の面に設けられた前記導電性の端子とが接続されたことを特徴とする請求項７記載のＵＳＢオスコネクタの製造方法。
【請求項９】
前記第１のダイオードの陰極端子と前記第２のダイオードの陰極端子とが接続されていることを特徴とする請求項７又は８記載のＵＳＢオスコネクタの製造方法。
【請求項１０】
前記第１のダイオードの陰極端子に、プルアップ抵抗及びプルダウン抵抗のうちの少なくとも一方が接続されていることを特徴とする請求項９記載のＵＳＢオスコネクタの製造方法。
【請求項１１】
前記第１のダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタであることを特徴とする請求項７〜１０のうちいずれか１項記載のＵＳＢオスコネクタの製造方法。
【請求項１２】
前記第２のダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタであることを特徴とする請求項７〜１１のうちいずれか１項記載のＵＳＢオスコネクタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概括的にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタに関し、詳しくは、金属外殻を有しない新型のＵＳＢオスコネクタを用いた、より利便性の高いＵＳＢコネクタの接続方法を提供することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）は、Windows（登録商標）、Mac又はLinux（登録商標）等のＯＳ（Operating System）を動作させる全ての現代のコンピュータをはじめとした数多くの電子機器の標準的な周辺インターフェイスになっている。ＵＳＢデバイスの価格やサイズをめぐる競争は激化しつつあり、厚みが薄く幅も細い、金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタも普及しつつある。
この様な金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタをベースとする製品は、ＵＳＢドングル型の製品に極めて有用である。例えば、ＵＳＢフラッシュデバイス、ＵＳＢメモリカードリーダ、ＵＳＢソフトウェアプロテクションドングルキー、及びｗｉｆｉ／Bluetooth（登録商標）ドングルである。この様な金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタはシールドを有せず、且つＵＳＢソケット（差込口、又はＵＳＢメスコネクタ。以下において同じ。）が金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタを保持する力もそれほど強くは無いため、ＵＳＢケーブル型の製品にはそれほど向いていない。
ＵＳＢメス対応部に一つの方向しか挿入できない従来型のＵＳＢオスコネクタとは異なり、これらの金属外殻を有しないＵＳＢコネクタは、ＵＳＢソケットにどちらの向きでも、即ち、表向きでも裏向きでも差し込み可能である。しかしながら、金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタは差込可能な２通りの向きのうち、１通りの向きで差し込んだ場合にしか動作しない。
金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタをどちらの向きでＵＳＢソケットに差し込んだ場合にも動作可能となるように構成する為には、Ｊｏｅ  Ｌａｉによって開示された下記特許文献１記載と同様の構成を採用することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７７１７７１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタを用いた場合、ＵＳＢオスコネクタの端子とＡタイプのＵＳＢソケットの金属製の筐体とがショートしてしまい、ホストデバイスやＵＳＢ周辺機器等を損傷させる恐れがある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、安全性及び利便性の高いＵＳＢオスコネクタ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】
【０００６】
本発明の一実施形態に係るＵＳＢオスコネクタは、第１の面及び第２の面に、それぞれ対応する複数の導電性の端子を有する接続部と、第１の導電性の端子に接続された第１のダイオードと、第２の導電性の端子に接続された第２のダイオードとを有し、第１の導電性の端子は接続部の第１の面に設けられ、第２の導電性の端子は接続部の第２の面に設けられ、第２の導電性の端子は第１の導電性の端子と対応している。また、第１のダイオードの陽極端子と第１の面に設けられた導電性の端子、及び第２のダイオードの陽極端子と第２の面に設けられた導電性の端子とを接続しても良いし、第１のダイオードの陰極端子と第２のダイオードの陰極端子とを接続しても良い。更に、第１のダイオードの陰極端子に、プルアップ抵抗及びプルダウン抵抗のうちの少なくとも一方を接続しても良い。また、第１及び第２のダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタであっても良い。
【０００７】
また、本発明の一実施形態に係るＵＳＢオスコネクタの製造方法は、第１の面及び第２の面に、それぞれ対応する複数の導電性の端子を有する接続部の第１の面に設けられた第１の導電性の端子に第１のダイオードを接続し、接続部の第２の面に設けられた第２の導電性の端子に第２のダイオードを接続することを特徴とする。製造方法においても上記と同様に、第１のダイオードの陽極端子と第１の面に設けられた導電性の端子、及び第２のダイオードの陽極端子と第２の面に設けられた導電性の端子とを接続しても良いし、第１のダイオードの陰極端子と第２のダイオードの陰極端子とを接続しても良い。更に、第１のダイオードの陰極端子に、プルアップ抵抗及びプルダウン抵抗のうちの少なくとも一方を接続しても良い。また、第１及び第２のダイオードは、ダイオード接続されたトランジスタであっても良い。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安全性及び利便性の高いＵＳＢオスコネクタを提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】従来の金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタの構成を示す側面図である。
【図１Ｂ】従来の金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタの構成を示す上面図である。
【図１Ｃ】従来の金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタの構成を示す下面図である。
【図２Ａ】本発明の第１の実施形態に係るＵＳＢオスコネクタの構成を示す側面図である。
【図２Ｂ】本発明の第１の実施形態に係るＵＳＢオスコネクタの構成を示す上面図である。
【図２Ｃ】本発明の第１の実施形態に係るＵＳＢオスコネクタの構成を示す下面図である。
【図３Ａ】ホストデバイスに用いられる、金属製のタブが設けられた金属外殻を有するＵＳＢメスコネクタの構成を示す斜視図である。
【図３Ｂ】ホストデバイスに用いられる、金属製のタブが設けられた金属外殻を有するＵＳＢメスコネクタの構成を示す側面図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態に係るＵＳＢオスコネクタの一部の構成を示す回路図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態に係るＵＳＢオスコネクタの一部の構成を示す側面図である。
【図４Ｃ】本発明の第１実施形態に係るＵＳＢオスコネクタの一部の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタの一つのバージョンは、４つの端子が設けられたプリント配線基板により構成されている。これらの４つの端子は、電力（＋５Ｖ，グランド）及びデータ信号（Ｄ＋，Ｄ−）を供給する。
【００１１】
図１Ａは、従来の金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタ１００を示す端面図である。図１Ｂにおいて、従来の金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタ１００の上面１００Ａには電源端子（＋５Ｖ）１０１、接地端子（ＧＮＤ）１０４、Ｄ＋信号端子１０３及びＤ−信号端子１０２が設けられている。一方、図１Ｃに示す通り、従来の金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタ１００の下面１００Ｂには端子が設けられていない。
図２Ａは、使い易い本実施形態に係る金属外殻を有しないＵＳＢオスコネクタの端面図である。図に示す通り、上面２００Ａには電源端子（＋５Ｖ）２０１、接地端子（ＧＮＤ）２０４、Ｄ＋信号端子２０３及びＤ−信号端子２０２が設けられている。同様に、図に示す通り、下面２００Ｂには、電源端子（＋５Ｖ）２１１、接地端子（ＧＮＤ）２１４、Ｄ＋信号端子２１３及びＤ−信号端子２１２が、端子２０１〜２０４に対応して設けられている。対応する電源端子２０１と２１１は後述するダイオードを介してお互いに電気的に接続されており、Ｄ−信号端子２０２と２１２、Ｄ＋信号端子２０３と２１３及び接地端子２０４と２１４は、それぞれ電気的に接続されている。
図２Ｂは、本実施形態に係るＵＳＢオスコネクタ２００の上面２００Ａを示している。図示の通り、各端子２０１，２０２，２０３，及び２０４がそれに対応する端子２１１，２１２，２１３，又は２１４と電気的に接続可能なように貫通ビア２１０が設けられる。
また、図２Ｃは、本実施形態に係るＵＳＢオスコネクタ２００の下面２００Ｂを示している。図示の通り、各貫通ビア２１０は、対応する端子２１１，２１２，２１３，又は２１４と電気的に接続されている。このようにして、下面２００Ｂ上の各端子２１１，２１２，２１３，又は２１４は、対応する端子２０１，２０２，２０３，又は２０４と接続されることができる。
上記構成によって、本実施形態に係るＵＳＢオスコネクタをどの向きでＡタイプのＵＳＢソケットに差し込んだ場合にも、本実施形態に係るＵＳＢオスコネクタの電源端子２０１，２１１、接地端子２０４，２１４、Ｄ＋信号端子２０３，２１３及びＤ−信号端子２０２，２１２と、ＵＳＢソケットの電源端子３１１、接地端子３１４、Ｄ＋信号端子３１３及びＤ−信号端子３１２とを良好に接触させることが可能となる。
図３Ａは、金属製のタブが設けられた金属製の筐体を有し、ホストデバイスに用いられるＵＳＢソケット３００（ＵＳＢメスコネクタの事。）を示している。図３Ｂに示す通り、ＵＳＢソケット３００は、金属製の筐体３０１と、電気的な端子を備えた基板３０３と、金属製のタブ３０５を有する。タブ３０５は金属外殻を有しないＵＳＢコネクタ１００又は２００を所定の位置に保持し、金属外殻を有しないＵＳＢコネクタ１００又は２００と標準ＡタイプのＵＳＢソケット３００とを良好に接触させる。また、タブ３０５は、接続されたホストデバイスのグランドに接続されていても良い。
図３Ｂは、標準ＡタイプのＵＳＢソケット３００の端面図である。図に示すＵＳＢソケット３００は、筐体３０１、基板３０３及びタブ３０５に加え、電源端子３１１、接地端子３１４、Ｄ＋信号端子３１３及びＤ−信号端子３１２を備える。従って、本実施形態に係るＵＳＢオスコネクタ２００をＵＳＢソケット３００に差し込んだ際には、ＵＳＢオスコネクタ２００を差し込んだ向きに拘らず、端子３１１，３１２，３１３及び３１４と、対応するＵＳＢオスコネクタ２００の電源端子又は信号端子とがそれぞれ電気的に接続される。
しかしながら、本実施形態に係るＵＳＢコオスネクタ２００をＵＳＢソケット３００に差し込んだ際に、ＵＳＢソケット３００のタブ３０５とＵＳＢオスコネクタ２００の一又は複数の端子とが接触する恐れがある。例えば、ＵＳＢオスコネクタ２００の上面２００Ａの端子２０１〜２０４がＵＳＢソケット３００の対応する端子３１１〜３１４に接触していた場合、ＵＳＢオスコネクタ２００の下面２００Ｂの端子２１１〜２１４は露出している為、タブ３０５と一又は複数の端子２１１〜２１４とが接触する恐れがある。従って、少なくとも電源端子と接地端子との短絡を防止するための予防手段が必要であると考えられる。
図４Ａ〜Ｃに示す通り、本実施形態に係るＵＳＢオスコネクタ２００においては、電源端子２０１，２１１がタブ３０５を介して接地端子と短絡することを防止するために、２つのダイオード４０１及び４０２が用いられる。ダイオード４０１及び４０２の陽極端子は、ＵＳＢオスコネクタ２００の電源端子２０１及び２１１にそれぞれ接続されている。ダイオード４０１及び４０２の陰極端子は互いに電源ノード（ＮＯＤＥ１）４０３に接続されている。尚、電源ノード４０３はＵＳＢオスコネクタ２００と接続されるＵＳＢケーブルの電源供給用の＋５Ｖ配線に接続される。
図に示す通り、ＵＳＢオスコネクタ２００が標準ＡタイプのＵＳＢソケット３００に挿入される際、＋５Ｖの電圧がダイオード４０２を介して電源ノード４０３に供給される場合がある。この場合、電源端子２０１と接地電位であるタブ３０５が接触してしまう。しかしながら、ダイオード４０１は逆バイアス状態となるため、電源ノード４０３と接地端子３１４とは導通しない。同様に、＋５Ｖの電圧がダイオード４０１を介して電源ノード４０３に与えられる様な向きでＵＳＢオスコネクタ２００がＵＳＢソケット３００に差し込まれた場合には、ダイオード４０２によって電源ノード４０３と接地電位のタブ３０５との短絡が防止される。
尚、ダイオード４０１及び４０２としては、例えば薄膜ダイオードを使用することが可能である。この場合、電源端子２０１、２１１の貫通ビア２１０の手前の部分が薄膜ダイオードに置き換わる。勿論、他の構造であっても良い。また、本発明の他の実施形態においては、ダイオード４０１及びダイオード４０２としてダイオード接続されたトランジスタを用いても良い。また、種々のダイオードが適用可能であり、好ましくはショットキーダイオードの様に順方向に対する電圧降下が小さいダイオードを用いることが考えられる。これにより、電源端子２０１及び２１１を介して供給された＋５Ｖの電力について、電源ノード４０３での電圧降下を抑制することが可能である。しかしながら、使用されるダイオードは設計によって適宜選択可能である。また、上記実施形態においては電源ノード４０３がＵＳＢケーブルの電源端子に接続される例について説明しているが、本発明の適用範囲はこれに限られるものではない。例えば、ホストデバイスに設けられた標準ＡタイプのＵＳＢソケット３００に直接接続される様な、例えばフラッシュメモリの様なデバイスの一部として電源ノード４０３が設けられていた場合、電源ノード４０３は直接回路配線に接続されても良い。
尚、接地端子２０４及び２１４を保護する必要は無い。又、上記実施形態においてはＤ＋信号端子２０３、２１３及びＤ−信号端子２０２、２１２を保護していないが、上記信号端子を電源端子２０１，２１１と同様に保護することも可能である。上記信号端子を保護する場合、通常のダイオードの他にも、種々のデバイスが適用可能である。例えば、上記信号端子がフローティング状態となることを避けるために、プルアップ、プルダウンネットワークを用いることも可能である。
【符号の説明】
【００１２】
１００，２００…ＵＳＢオスコネクタ、１００Ａ，２００Ａ…表面、１００Ｂ，２００Ｂ…裏面、３００…ＵＳＢソケット、３０１…筐体、３０３…基板、３０５…タブ、１０１，２０１，２１１，３１１…電源端子、１０２，２０２，２１２，３１２…Ｄ−信号端子、１０３，２０３，２１３，３１３…Ｄ＋信号端子、１０４，２０４，２１４，３１４…接地端子、２１０…コンタクト、４０１，４０２…ダイオード、４０３…電源ノード。
【図１Ａ】
2013041830.tif 000003
【図１Ｂ】
2013041830.tif 000004
【図１Ｃ】
2013041830.tif 000005
【図２Ａ】
2013041830.tif 000006
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
2013041830.tif 000009
【図３Ｂ】
2013041830.tif 000010
【図４Ａ】
2013041830.tif 000011
【図４Ｂ】
2013041830.tif 000012
【図４Ｃ】
2013041830.tif 000013