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図面 (7)

課題・解決手段

車両および1つまたは複数の電子装置のための電力-データコネクションが提供される。前記電力-データコネクションは、データ通信コネクタおよび電極具備する。前記データ通信コネクタは、ケースグランドを具備するとともに車両へおよび車両からデータ通信を可能とするように構成されている。前記電極は、車両へおよび車両からデータ通信可能なデータ通信コネクタであると同時に、前記ケースグランドにより支持されるとともに車両から電子装置へ電力を供給可能である。

概要

背景

今日生産されている多くの車両は、ユーザが車両内に持ち込む多数の電子装置への電力供給のためにパワーポイントコネクションを有する。そのような装置には、携帯電話ポータブルDVDプレーヤーラップトップパソコンコンパクトディスクプレーヤーなどがある。パワーポイントコネクションは、電源プラグと、車両の計器パネルまたは他の車両内部に設置されたソケット(receptacle)とを具備している。前記パワーポイントコネクションは、車両の電力供給装置と接続されている。これらのパワーポイントコネクションは、従来自動車メーカが車両にシガーライターなどを提供している場合には、シガーソケット(heat cigarette lighters)を使用していた。従来のパワーポイントコネクションは、サイズが大きく、計器パネルを広く使用していたり、車両内部の他の部分の場所を占めていたりする。例えば、前記パワーポイントコネクションは、計器パネルまたは顧客使用が許された他の内装部品上で30mmから40mmのスペースを占める。従来のパワーポイントコネクションは、ユーザが車両内に持ち込む電子装置の充電および作動させるための電力を提供することに限定されている。

概要

車両および1つまたは複数の電子装置のための電力-データコネクションが提供される。前記電力-データコネクションは、データ通信コネクタおよび電極を具備する。前記データ通信コネクタは、ケースグランドを具備するとともに車両へおよび車両からデータ通信を可能とするように構成されている。前記電極は、車両へおよび車両からデータ通信可能なデータ通信コネクタであると同時に、前記ケースグランドにより支持されるとともに車両から電子装置へ電力を供給可能である。

目的

従来のパワーポイントコネクションは、ユーザが車両内に持ち込む電子装置の充電および作動させるための電力を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
5件

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請求項1

車両と1つまたは複数の電子装置とのための電力-データコネクションにおいて、前記コネクションは、ケースグランドを有するとともに、車両へおよび車両からデータ通信可能なように構成されているデータ通信コネクタと、車両へおよび車両からデータ通信可能なデータ通信コネクタであると同時に、ケースグランドに支持されるとともに車両から前記電子装置へ電力供給可能である電力電極と、を具備することを特徴とする電力-データコネクション。

請求項2

前記ケースグランドは、内側部分および外側部分を備え、前記電力電極は、前記ケースグランドの外側部分上で支持されることを特徴とする請求項1に記載の電力-データコネクション。

請求項3

前記ケースグランドの内側部分は、1つまたは複数の電子装置と車両間とのデータ通信を可能にするためにデータ通信と関係するベースライン電力を提供するベースライン回路を囲んでいることを特徴とする請求項2に記載の電力-データコネクション。

請求項4

前記ケースグランドの外側部分に配置され、前記電力電極を受容するとともに前記電力電極をケースグランドとの接触から防ぐように構成されたスペーサーをさらに具備することを特徴とする請求項2に記載の電力-データコネクション。

請求項5

スペーサー上に配置された、前記電力電極を前記スペーサーに接続するためのロッキング装置をさらに具備することを特徴とする請求項4に記載の電力-データコネクション。

請求項6

前記車両の内部に配置されたソケット電力電極およびグランド電極を備えるソケットをさらに具備し、前記ソケット電力電極は、前記電力電極と摺動可能に係合するように構成されており、前記グランド電極は、前記ケースグランドと摺動可能に係合するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電力-データコネクション。

請求項7

前記グランド電極は、前記グランド電極が前記ケースグランドとかみ合うとともに前記ソケット電力電極が前記電力電極とかみ合う場合に、前記電力電極と前記ソケット電力電極とで接点が形成される前に、前記グランド電極と前記ケースグランドとが最初に接点を形成することを可能とするように内側に曲げられた湾曲部分を備えることを特徴とする請求項6に記載の電力-データコネクション。

請求項8

前記電力電極は可撓性があり、前記データ通信コネクタが前記ソケットと接続している間、前記電力電極が、前記ソケット電力電極に対しロッキング力印加することを可能とするように、前記電力電極の一部は、外側に曲げられていることを特徴とする請求項7に記載の電力-データコネクション。

請求項9

前記電力電極側に配置されるとともに、データ通信コネクタが、前記車両へのおよび車両からデータ通信可能としながら、前記電力電極から前記電子装置への電力を切断することができる回路遮断器をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載の電力-データコネクション。

請求項10

前記ソケット側に配置されるとともに、前記データ通信コネクタが、前記車両へのおよび車両からデータ通信可能としながら、前記電力電極から前記電子装置への電力を切断することができる回路遮断器をさらに具備することを特徴とする請求項6に記載の電力-データコネクション。

請求項11

前記データ通信コネクタは、ユニバーサルシリアルバス(USB)コネクタを具備することを特徴とする請求項1に記載の電力-データコネクション。

請求項12

電力源から電力および1つまたは複数の電子装置間のデータを伝送することを可能とするための電力-データコネクションにおいて、前記電力-データコネクションは、ケースグランドを備えるとともに電子装置へおよび電子装置からデータ通信可能なように構成されたデータ通信コネクタと、前記電子装置間でデータ通信可能なデータ通信コネクタであると同時に、前記ケースグランド上で支持されるとともに前記電子装置の電力のための電力源から電力供給可能である電力電極と、データ通信コネクタが、電子装置間でデータ通信可能としながら、前記電力電極から前記電子装置への電力を切断することが可能な回路遮断器と、を具備することを特徴とする電力-データコネクション。

請求項13

前記ケースグランドは、内側部分および外側部分を備え、前記電力電極は、前記ケースグランドの外側部分上で支持されることを特徴とする請求項12に記載の電力-データコネクション。

請求項14

前記ケースグランドの内側部分は、電子装置間のデータ通信を可能にするとともに、データ通信と関係するベースライン電力を提供するベースライン回路を囲んでいることを特徴とする請求項13に記載の電力-データコネクション。

請求項15

前記ケースグランドの外側部分に配置され、前記電力電極を受容するとともに前記電力電極をケースグランドとの接触から防ぐように構成されたスペーサーをさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の電力-データコネクション。

請求項16

車両の内部に配置されたソケット電力電極およびグランド電極を備えるソケットをさらに具備し、前記ソケット電力電極は、前記電力電極と摺動可能に係合するように構成されており、前記グランド電極は、前記ケースグランドと摺動可能に係合するように構成されていることを特徴とする請求項12に記載の電力-データコネクション。

請求項17

前記グランド電極は、前記電力電極と前記ソケット電力電極とで接点が形成される前に、前記グランド電極と前記ケースグランドとが接点を形成することを可能とするように内側に曲げられた湾曲部分を備えることを特徴とする請求項16に記載の電力-データコネクション。

請求項18

前記電力電極は可撓性であり、前記データ通信コネクタが前記ソケットと接続している間、前記電力電極が、前記ソケット電力電極に対しロッキング力を印加することを可能とするように、前記電力電極の一部は、外側に曲げられていることを特徴とする請求項17に記載の電力-データコネクション。

請求項19

車両および1つまたは複数の電子装置のための電力-データコネクションにおいて、前記コネクションは、内側部分および外側部分を備えたケースグランドを有するとともに、車両へおよび車両からデータ通信可能なように構成されているユニバーサル・シリアル・バス(USB)コネクタと、車両へおよび車両からデータ通信可能なUSBコネクタであると同時に、前記ケースグランドの外側部分上で物理的に支持されるとともに電子装置への電力供給のための車両からの電力供給を可能とする電力電極と、を具備することを特徴とする電力-データコネクション。

請求項20

前記ケースグランドの内側部分は、車両へおよび車両からデータ通信を可能にするとともに、データ通信と関係するベースライン電力を提供するベースライン回路を支持していることを特徴とする請求項19に記載の電力-データコネクション。

請求項21

前記ケースグランドの外側部分上に配置され、前記電極を保持するとともに前記電極をケースグランドとの接触から防ぐように構成されたスペーサーをさらに具備することを特徴とする請求項19に記載の電力-データコネクション。

技術分野

0001

本発明の構成は、車両内電源およびデータ通信接続に関する。

背景技術

0002

今日生産されている多くの車両は、ユーザが車両内に持ち込む多数の電子装置への電力供給のためにパワーポイントコネクションを有する。そのような装置には、携帯電話ポータブルDVDプレーヤーラップトップパソコンコンパクトディスクプレーヤーなどがある。パワーポイントコネクションは、電源プラグと、車両の計器パネルまたは他の車両内部に設置されたソケット(receptacle)とを具備している。前記パワーポイントコネクションは、車両の電力供給装置と接続されている。これらのパワーポイントコネクションは、従来自動車メーカが車両にシガーライターなどを提供している場合には、シガーソケット(heat cigarette lighters)を使用していた。従来のパワーポイントコネクションは、サイズが大きく、計器パネルを広く使用していたり、車両内部の他の部分の場所を占めていたりする。例えば、前記パワーポイントコネクションは、計器パネルまたは顧客使用が許された他の内装部品上で30mmから40mmのスペースを占める。従来のパワーポイントコネクションは、ユーザが車両内に持ち込む電子装置の充電および作動させるための電力を提供することに限定されている。

発明が解決しようとする課題

0003

データ通信プロトコル出現と、多数の電子装置によるそのような通信の使用とから、今日の自動車メーカは、電子装置の充電および操作に必要な十分の量の電力を供給している時においても、データ通信プロトコルに対応するような構造を提供するための対応に迫られている。ユニバーサルシリアルバス(USB)プロトコルは、多くの消費者向け電子装置において一般的になってきた。そのような装置には、ラップトップパソコン,携帯情報電極(PDAs),デジタルカメラ,MP3プレーヤーマウスキーボード,携帯電話,プリンタファックスなどがある。USBの使用が一般的になったとはいえ、USBプロトコルには、1つまたは複数の電子装置にUSBコネクタを介して供給可能な電力量による限界がある。そのような限界のため、USBコネクタは、パワーポイントコネクションを介して車両と接続される多数の電子装置への電力供給および/または充電には通常使用できない。

0004

従って、車両に接続された電子装置間でのデータ通信サポートするための、そして電子装置に電力供給および充電するために必要とされる高電力を提供するための、電力-データが結合したコネクションを提供することが望まれる。また、今日の車両で使用されているパワーポイントコネクションに対応する計器パネルおよび/または他の装飾部品上のスペースを確保するために、パワーポイントコネクションの大きさを小さくすることが望まれる。

課題を解決するための手段

0005

限定されない一態様において、車両および1つまたは複数の電子装置のための電力-データコネクションが提供されている。前記電力-データコネクションは、データ通信コネクタおよび電極を具備している。前記データ通信コネクタは、ケースグランドを備え、車両へおよび車両からデータ通信できるよう構成されている。前記電極は、前記ケースグランドにより支持されており、車両から前記電子装置へ電力供給可能であると同時に、データ通信コネクタにより、車両へおよび車両からデータ通信可能である。

0006

他の限定されない一態様において、1つまたは複数の電子装置に対し、電力供給装置から電力伝送およびデータ転送を可能にする電力-データコネクションが提供される。前記電力-データコネクションは、データ通信コネクタ,電極,回路遮断器を具備している。前記データ通信コネクタは、ケースグランドを備えるとともに電子装置へおよび電子装置からデータ通信可能なように構成されている。前記電極は、前記ケースグランドにより支持されており、電力供給装置から前記電子装置へ電力供給可能であると同時に、データ通信コネクタにより、電子装置間においてデータ通信可能である。前記回路遮断器は、データ通信コネクタにより前記電子装置間においてデータ通信可能としながら、電極から電子装置への電力を切断することが可能である。

0007

他の限定されない一態様において、車両および1つまたは複数の電子装置のための電力-データコネクションが提供される。前記電力-データコネクションは、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)を具備している。前記USBコネクタは、ケースグランドを備えるとともに車両へおよび車両からデータ通信可能なように構成されている。前記ケースグランドは内側部分および外側部分を備える。前記電極は、前記ケースグランドの外側部分により支持されており、車両から前記電子装置へ電力供給可能であると同時に、前記USBコネクタにより、車両へおよび車両からデータ通信可能である。

図面の簡単な説明

0008

本発明の一実施形態におけるデータ通信コネクタを図示している。
データ通信コネクタの上面図である。
計器パネルに備え付けられた本発明の一実施形態における電力-データコネクションを図示している。
本発明の一実施形態におけるソケットを図示している。
本発明の一実施形態における電力-データコネクションを図示している。
回路遮断器付きソケットと電力-データコネクションを図示している。
回路遮断器付きデータコネクションコネクタを図示している。

実施例

0009

図1を参照すると、本発明の一実施形態におけるデータ通信コネクタ100が図示されている。前記データ通信コネクタ100は、電極102およびケースグランド104を具備している。前記ケースグランド104は、内側部分および外側部分を有している。前記電極102は、前記ケースグランド104の外側部分により支持され、通常、可撓性である。ベースライン回路(baseline circuitry)(図示していない)は、前記ケースグランド104の内側部分に配置され、ベースライン電力を電子装置に提供するとともにデジタルデータを電子装置へならびに電子装置から転送するように構成される。データ通信コネクタのベースライン回路が電子装置間のデータ通信を可能にし続けることを許可している間、前記電極102と前記ケースグランド104は、データ通信コネクタ100に接続された1つまたは複数の電子装置のための追加的な電力レベルを供給するために協同して動作する。非限定的な一実施例において、ケースグランド104に加えて専用のグランドが必要な場合には、専用のグランドは電極102の反対側であるケースグランド104の外側部分の他の側に追加可能である。

0010

スペーサー106は、電極102とケースグランド104を絶縁するために、電極102とケースグランド104との間に配置される。前記スペーサー106は、非導伝性材料で作られている。非限定的な一実施例においては、前記106はプラスチック製またはゴム製でもよい。前記スペーサー106を構成するために使用される材料の種類は、独自の実装における設計基準に合うように変更してよい。前記スペーサー106は、接着剤(adhesive)または(glue)により、前記ケースグランド104の外側部分に接続させてもよい。通常前記スペーサー106は、前記ケースグランド104に多くの異なる手段で接続しうる。スペーサー106のケースグランド104への接続に使用する独自の取り付け方法は、独自の実装における設計基準に合うように変更してよい。前記スペーサー106は、電極102を前記スペーサー106に接続するためのロッキング装置を具備している。

0011

図2は、データ通信コネクタ100の上面図を図示している。ロッキング装置108は、保持リブ(retaining rib)110およびチャネル112を具備している。前記チャネルは、保持リブ110の下に配置(positioned)されている。電極102の終端は、スペーサー106のチャネル112内に配置(dispose)されている。前記電極102を前記スペーサー106に接続するために、前記電極102の終端はスペーサー106のチャネル112内および保持リブ110の内側に配置してよい。保持リブ110およびスペーサー106上の前記チャネル112の特定位置は、独自の実装における設計基準に合うように変更してよい。非限定的な一実施例において、前記ロッキング装置108は、前記電極102をスペーサー106に接続させるために電極の一部分に適用される接着剤であってもよい。通常、前記ロッキング装置108は、データ通信コネクタ100と接続している状態において、前記電極102が確実に一定方向となるように構成されている。

0012

図3は、本発明の一実施形態における電力-データコネクションを図示している。前記電力-データコネクションは、ソケット118および前記データ通信コネクタ100を具備している。図3は、車両の計器パネルの配置された電力-データコネクションを示しているが、前記電力-データコネクションは、車両内部の任意の位置に配置してよい。非限定的な一実施例において、前記電力-データコネクションは、前記車両のセンターコンソール(図示していない)に配置してもよい。他の一実施例において、前記電力-データコネクションは、運転席および助手席フロントドア上の内装品に配置してもよい。車両内の電力-データコネクションの特定位置は、独自の実装における設計基準に合うように変更してよい。前記データ通信コネクタ100および前記ソケット118は、データ通信コネクタ100が所望の方向でソケット118と確実に接続するようにいくつもの位置合わせ装置を具備しうる。そのような位置合わせ装置は、データ通信コネクタ100がソケット118と接続する場合に、電極102がグランド電極124と確実に接触しないようにする。

0013

図4は、本発明の一実施形態におけるソケット118を図示している。図3において指摘したように、前記ソケット118は、車両のあらゆるところに配置しうる。前記ソケット118は、電力電極122およびグランド電極124を具備している。前記ソケット120の電力電極122は、電極102と摺動可能に係合するように構成されている。そしてソケット120のグランド電極124は、ケースグランド104と摺動可能に係合するように構成されている。前記グランド電極124は、車両に配置されているグランドにいくつでも接続してよい。前記電力電極122は、バッテリ供給(battery feed)のような正の大電流源と接続しうる。前記バッテリ供給は、12ボルト供給(volt power feed)でありうる。前記電力電極122は、電極102へ12ボルト供給(V feed)をパス(pass)しうる。前記電極102により、データ通信コネクタ100のベースライン回路により提供されたベースライン電力と比べて増加した電力レベルの、データ通信コネクタ100による提供が可能となる。一実施例において、前記電極102は、1Oアンペアまでの電流をデータ通信コネクタ100と接続する1つまたは複数の電子装置へ提供できるように構成してもよい。前記データ通信コネクタ100の前記ベースライン回路が提供する電流は3アンペアまでに限定されうる。

0014

一実施例において、前記データ通信コネクタ100は、ユニバーサル・シリアル・バス(USB)コネクタとして実装してもよい。前記USBコネクタは、一般に2レベルピンインターフェースを備え、2.5ワットのベースライン電力を提供するように構成されている。前記電極102は、データ通信コネクタ100により提供される2.5ワットの電力に加えて、120ワットの電力まで追加するように構成されている。前記電力電極102は、10アンペアまでの定格電流でありうる。

0015

図5は、本発明の一実施形態における電力-データコネクションを示している。図4において指摘したように、前記グランド電極124は、グランドを確立するためにケースグランド104と摺動可能に係合する。そして、前記電力電極122は、前記電極102と摺動可能に係合する。前記グランド電極124は、湾曲部分130を有する。前記湾曲部分130は、前記電力電極122のほうへ屈曲するように構成されている。ユーザが前記データ通信コネクタ100を前記ソケット118に挿入するときに、前記電極102および前記電力電極122が接触する前に前記湾曲部分130と前記ケースグランド104との間で接点を形成するように、前記湾曲部分130は、グランド電極124に沿って設置されている。そのような構成は、前記電極102を前記グランドから絶縁するとともに、電極102とグランドがショートする可能性を排除する。前記湾曲部分130は、1つまたは複数の任意の電子装置が電力-データコネクションを介して車両と接続する場合に生じる静電放電(ESD)の発生も減少させる。

0016

前記電極102はロッキング装置(locking arrangement)108を介してスペーサー106と接続すると同時に、前記電極102の一部は、データ通信コネクタ100がソケット118と接続するときに、電力電極122との接触を確実にするために、電極102の湾曲部分が、電力電極122に対し力を印加するようにスペーサー106から外側へ曲がる。

0017

図6は、本発明の一実施形態における回路遮断器を具備する電力-データコネクションを図示している。回路遮断器150は、電力電極122と直列に取り付けられている。前記回路遮断器150は、電流が過剰に引き込まれた(drawn)場合にバッテリー電源を電力電極122から切断する。前記データ通信コネクタ100は、前記回路遮断器150が前記バッテリー電源を電力電極122から切断した場合でも、ベースライン電力を提供し続けうるとともに、1つまたは複数の電子装置と車両間でデータ通信可能である。

0018

図7は、本発明の他の実施形態における回路遮断器を具備する電力-データコネクションが図示されている。前記回路遮断器150は、データ通信コネクタ100側(about)に配置してもよく、前記電極102と直列に取り付けられている。前記回路遮断器150は、電流が過剰に引き込まれた(drawn)場合に前記バッテリー電源を前記電極102から切断する。前記データ通信コネクタ100は、前記回路遮断器150がバッテリー電源を電極102から切断した場合でも、ベースライン電力を提供し続けうるとともに、1つまたは複数の電子装置と車両間でデータ通信可能である。

0019

一実施例において、前記回路遮断器150は、リセッタブルヒューズを使用した(fuse-based)回路遮断器であってもよい。他の一実施例においては、前記回路遮断器150は、リセッタブル正温度特性(PTC)回路遮断器であってもよい。電力を電源から任意の1つまたは複数の電子装置へ伝送しているときに、前記PTCが、電極102と前記電力電極122間を流れる電流量を検出するように、前記PTC回路遮断器は、電極102側または電力電極122側に配置してもよい。前記PTC回路遮断器が電極102または電力電極122を通って流れる過剰な電流を検出した場合には、前記PTC回路遮断器が有するポリマーマトリクスは、電極102と電力電極122間で生じる消費電流の増加により発生する過熱により膨張する。前記PTC回路遮断器の抵抗は、検出される熱量が増加するにつれて増加する。そのような消費電流の増加に応じて、前記PTC回路遮断器の抵抗レベルが大きくなるとともに、さらなる電流引き込みを防ぐ。

0020

本発明を実施するためのベストモードが詳細に説明されているとともに、本発明に関連する当業者は、以下の特許請求の範囲に定められる本発明を実施するための多様な変形設計および実施形態を認識しうる。

0021

100データ通信コネクタ
102電極
104ケースグランド
106スペーサー
108ロッキング装置
110保持リブ
112チャネル
118ソケット
122電力電極
124グランド電極
130湾曲部分
150 回路遮断器

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