ケーブル放電を弱める方法および装置類
【課題】ケーブルの静電放電を弱める方法および装置類を提供する。
【解決手段】ケーブルの静電放電を弱める方法および装置類が開示される。実施態様は、コネクタと、ケーブルの複数の導体と相互接続して導体上に蓄積された静電気を弱めるかまたは放電させる、コネクタ中に一体化された放電素子とを備えるとよい。いくつかの実施態様では、コネクタを別のコネクタと結合させてケーブルを例えばコンピュータと相互接続させる際、複数の導体をアースに一時的に接続させる。さらに別の実施態様では、放電素子は、ケーブルの複数の導体と相互接続して静電気を再分配し、それによって、ケーブルをコンピュータなどのエレクトロニクス・システムと結合するとき、放電の影響を最小限にする。別の実施態様は、ケーブルをコネクタ中に挿入する際、ケーブルの複数の導体を接地させる放電素子を有するオス・コネクタを含む。複数の導体がコネクタと結合する際、放電素子は、複数の導体の進路から押し退けられる。
【解決手段】ケーブルの静電放電を弱める方法および装置類が開示される。実施態様は、コネクタと、ケーブルの複数の導体と相互接続して導体上に蓄積された静電気を弱めるかまたは放電させる、コネクタ中に一体化された放電素子とを備えるとよい。いくつかの実施態様では、コネクタを別のコネクタと結合させてケーブルを例えばコンピュータと相互接続させる際、複数の導体をアースに一時的に接続させる。さらに別の実施態様では、放電素子は、ケーブルの複数の導体と相互接続して静電気を再分配し、それによって、ケーブルをコンピュータなどのエレクトロニクス・システムと結合するとき、放電の影響を最小限にする。別の実施態様は、ケーブルをコネクタ中に挿入する際、ケーブルの複数の導体を接地させる放電素子を有するオス・コネクタを含む。複数の導体がコネクタと結合する際、放電素子は、複数の導体の進路から押し退けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、同日出願の「静電放電保護を改善するアダプタのための方法および装置類」と題する代理人文書番号ＡＵＳ９２００５０６５７ＵＳ１（４１４１）の米国特許出願第１１／２９５３０１号と関連している。
【０００２】
本発明は、エレクトロニクス・システム用のケーブル接続の分野におけるものである。より詳しくは、本発明は、ケーブルの静電気を、コンピュータ・システムなどのエレクトロニクス・システム上のコネクタに接続する前に弱める方法および装置類に関する。
【背景技術】
【０００３】
ケーブルをコンピュータ・システムに接続する（例えばＵＳＢ、ファイヤ・ワイヤ（ＦｉｒｅＷｉｒｅ）またはその他の共通入出力ポートを通して）ときにはいつでも、ケーブル放電現象（Ｃａｂｌｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｅｖｅｎｔ，ＣＤＥ）によってシステムが損傷を受ける危険がある。ＣＤＥは、ケーブル上に蓄積され、ケーブルをコンピュータ・システムに接続するときコンピュータ・システムに放電される静電気が原因となって起こる。例えば、多くの職場の運営で、人員の仕事の割り当てを変えるため、場所を移動させるためなどで、一つの場所から別の場所に人員を移動させることがある。移動する人員用のコンピュータは人員とともに移動し、新しい場所でネットワークに再接続される。ピンおよびシールドを切り離してケーブルを動かすと、多くの場合、ケーブルは互いに擦り合い、カーペットまたは壁と擦り合い、あるいはケーブル中で材料が互いに擦れ合うことさえあり、静電気が蓄積されやすい。
【０００４】
ケーブル上に蓄積される静電気の電圧は、相対湿度および関与する材料によって著しく変化し得る。例えば、相対湿度が約６５％から９０％のとき、カーペット敷き区域を歩いて横切るだけで、通常、１，５００ボルトの静電気が発生し得る。相対湿度が約１０％から２０％湿気のとき同じカーペット敷き区域を歩いて横切ると、３５，０００ボルトの静電気が発生し得る。
【０００５】
エレクトロニクス・システムでは、静電放電（ＥＳＤ）は重大な問題である。静電気を帯びたケーブルを静電放電鋭敏（ＥＳＤＳ）エレクトロニクス・システムに接続すると、静電気がエレクトロニクス・システム中の鋭敏回路を通って放電されることがある。高電圧によって絶縁材料が損傷されるかまたは劣化し、静電放電に十分なエネルギーがあれば、局所過熱によって損傷が起こり得る。一般に、微細な構造物を有するデバイスほど、ＥＳＤによる損傷を受けやすい。
【０００６】
特に、集積回路（ＩＣ）は、世代交替のたびにより小さな構造物のＩＣを構築する勢いを考えると、ＥＳＤの影響を特に受けやすい。ＩＣは、シリコンなどの半導体材料と、二酸化ケイ素などの絶縁材料とから作られ、これらの材料は、高電圧を加えられると壊れやすい。ＩＣの製造業者および使用者は、この問題に会わないよう用心しなければならない。そのような対策としては、適切な包装材料、作業者の身体に高電圧が蓄積しないようにする導電性リスト・ストラップおよびフット・ストラップの着用、有害な電荷を作業区域から外部に誘導する静電防止マット、および湿度制御がある。
【０００７】
コンピュータ・システムの設計者は、通常、自分たちのシステムで用いられる構成部品に静電放電（ＥＳＤ）保護構造物を組み込むことによって、自分たちの製品をＣＤＥ損傷から保護しようと試みる。これらのＥＳＤ保護構造物は、ＣＤＥ発生の場合、電荷をケーブルからアースに導き、ひいては被保護構成部品への損傷を回避または軽減するように設計されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、実際には、構成部品にＥＳＤ保護デバイスを使用しても、限られた保護しか提供されない。個々のＥＳＤ構造物がＥＳＤ現象を処理する能力はさまざまであり、ＥＳＤ現象を処理することによって、時間とともに劣化することもある。重大なＣＤＥは、最善のＥＳＤ保護構造物の能力さえ簡単に凌駕し、コンピュータ・システムに即時破滅的損傷を引き起こしてしまう。例えば、多くのＥＳＤ保護デバイスは約２，０００ボルトまでは対処できるが、これより高い電圧のＥＳＤの場合には損傷される。
【０００９】
コンピュータ・システムが製造され、販売されると、コンピュータ・システムの内部設計または構造を変化させてＣＤＥに対する抵抗力を高めるための実行可能な選択肢は皆無である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記で特定した問題は、大部分、ケーブルからエレクトロニクス・システムへの静電放電を弱める方法および構成によって対処される。一実施態様は、ケーブルからの静電放電を弱める装置を提供する。この装置は、ケーブルと結合してケーブルの導体を放電素子と接続させる放電素子とコネクタとを備えることができる。ケーブルの導体をエレクトロニクス・システムの導体と接続させる前に、ケーブルを放電素子と接続させることによって、ケーブルの導体上の静電気を減らすことができる。
【００１１】
別の実施態様は、ケーブルからの静電放電を弱めるエレクトロニクス・システムを提供する。このシステムは、回路および接地構造物を含む筐体と、ケーブルの導体を接地構造物と接続させる放電素子と、筐体と結合してケーブルの導体を放電素子と接続させるコネクタとを備えることができる。ケーブルの導体を回路と接続させる前に、ケーブルを放電素子と結合させることによって、ケーブルの導体上の静電気を減らすことができる。
【００１２】
さらに別の実施態様は、ケーブルからエレクトロニクス・システムへの静電放電を弱める方法を提供する。この方法は、ケーブルの導体の挿入路に放電素子を配置してケーブルをエレクトロニクス・システムのコネクタと結合させる工程と、ケーブルをコネクタと結合させるに際して、ケーブルの導体と放電素子とが接触すると、ピンをエレクトロニクス・システムの接地に放電させる工程と、ケーブルの導体をエレクトロニクス・システムの回路と接続させる前にケーブルの導体を放電素子から切り離す工程を含む。
【００１３】
以下の詳細な説明を読み、添付の図面を参照すれば、本発明の利点は自明である。添付の図面において、同じ参照記号は同様な素子を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下は、添付の図面に示される本発明の実施態様の詳細な説明である。これらの実施態様は、本発明を明確に伝達するように詳細に記載されている。しかし、開示される詳細の量によって、予想される実施態様の変化形を限定する意図はない。反対に、添付の請求項によって定められる本発明の技術思想および範囲に属するすべての変更形、均等物および代替物を包含することを意図する。下記の詳細な説明は、そのような実施態様を確実に当業者に明らかにするように構成されている。
【００１５】
全体的に言えば、ケーブルの静電放電を弱める諸方法および装置類を対象とする。実施態様は、ケーブルの導体を相互接続させて導体上に蓄積された静電気を弱めるかまたは放電させる、コネクタとコネクタに一体化された放電素子とを含む。いくつかの実施態様では、コネクタを別のコネクタと結合してケーブルを例えばコンピュータと相互接続させるとき、導体をアースに一時的に接続する。さらに別の実施態様では、放電素子はケーブルの導体と相互接続して静電気を再分配し、それによって、ケーブルをコンピュータなどのエレクトロニクス・システムと結合するとき放電の影響を最小限にする。例えば、一実施態様は放電素子を有するメス・コネクタを含み、放電素子はケーブルをコネクタの中に挿入するときケーブルの各導体を接地させる。別の実施態様は放電素子を有するオス・コネクタを含み、放電素子はケーブルをコネクタの中に挿入するときケーブルの導体を接地させる。導体をコネクタと接続させるとき、放電素子は導体の進路から押し退けられる。
【００１６】
そのような実施態様は、ケーブル放電現象（ＣＤＥ）の危険性を都合よく弱めるか、または取り除くことさえでき、比較的低コストで実装することができる。さらに、そのような実施態様は、下流構成部品の静電放電（ＥＳＤ）保護に頼ることがなく、末端使用者からは見えず、末端使用者側の知識も対策も必要としない。実施態様は確実でもあり、無効になることや誤作動することも実質的になく、非常に信頼性が高くほとんど劣化しない。
【００１７】
下記で、特定の回路およびピンまたは導体装置類を参照して特定の実施態様を説明するが、他の実質的に均等な装置類、ならびに任意の数のピンまたは導体を用いて本発明の実施態様を有利に実装することができることは、当業者に自明である。
【００１８】
次に、図面を参照すると、図１は、コンピュータ１１０、外付けディスプレイ１５０、およびプリンタ１８０を備えるシステム１００の一実施態様を示す。ケーブル１３５および１６５は、外部ディスプレイ１５０およびプリンタ１８０をコンピュータ１１０とそれぞれ相互接続させるようになっている。例えば、システム１００を使用するように割り当てられた従業員が新しい業務またはプロジェクトを開始するために新しい場所に移動することがある。従業員は、推奨されている帯電防止デバイスおよびバッグを用いてケーブル１３５および１６５上への静電気の蓄積を予防することなく、システム１００を梱包し、次に新しい場所でシステム１００を組み立て直すことがある。従業員がパラレル・ケーブル１３５をコンピュータ１１０のコネクタ１１５に結合させると、コネクタ１１５はケーブル１３５の導体を筐体１２５と一時的に接続させて、静電気を導体から放電させることができる。導体が放電したら、導体をコネクタ１１５の対応する導体と接続させて、外部ディスプレイ１５０とコンピュータ１１０との間の通信を可能にする。
【００１９】
コンピュータ１１０は、ケーブル１３５および１６５などのケーブルからの静電放電に対して鋭敏なことがある内部回路を有するエレクトロニクス・システムを備える。本実施態様では、コンピュータ１１０をラップトップとして示しているが、コンピュータ１１０はデスクトップ、ワークステーション、サーバ、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ステレオ・システム、ディジタル音楽プレーヤ、携帯電話、または任意のその他のエレクトロニクス・システムであってよく、これらは、静電放電に対して鋭敏なことがある回路を備え、例えばケーブルによる外部デバイスとの相互接続を容易にするコネクタを備える。
【００２０】
コンピュータ１１０は、筐体１２５、パラレル・コネクタ１１５およびシリアル・コネクタ１２０を備える。筐体１２５は、筐体中に一体化され、筐体の内部に取り付けられた電気伝導性の接地構造物または類似物を備えることがある。接地構造物は、回路を損傷せずにケーブル１３５および１６５から静電気を放電させるための接地として作用することができる。
【００２１】
パラレル・コネクタ１１５は、任意の種類の電気的なパラレル接続器具であってよく、一つまたはそれ以上のブラシ、フィラメントまたは類似物を有するコネクタを備えてよい。ブラシ、フィラメントおよび／または類似物は、ケーブル１３５上の静電気を放電させる経路を提供するとよい。経路は、コネクタにおいて空気より導電性が高いか、あるいは空気を通るコネクタ１１５への火花放電を弱めるかまたは除去するのに十分な導電性を有する。例えば、パラレル・コネクタ１１５は、コネクタ１３０用の挿入路内に配置され、コネクタ１３０をパラレル・コネクタ１１５の中に挿入するとき、ケーブル１３５の導体と接触するブラシを備えるとよい。ブラシは、ケーブル１３５から筐体１２５の接地構造物などの接地システムに静電気を実質的に放電させるのに十分に長く、ケーブル１３５の導体と接触し続けるとよい。次いで、ブラシをケーブル１３５の導体から切り離して、ケーブル１３５の導体とコネクタ１１５の導体との接続を可能にするとよい。
【００２２】
同様に、シリアル・コネクタ１２０は、円形または矩形の５ピン、７ピンまたは１２ピンのシリアル・コネクタなど、任意の種類の電気的シリアル接続器であってよい。例えば、シリアル・コネクタ１２０は、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）コネクタおよび／またはファイヤワイヤ・コネクタなど、知的所有権の対象となるシリアル・コネクタを含んでもよい。シリアル・コネクタ１２０は、放電素子と、コネクタ１６０をシリアル・コネクタ１２０と結合させるとき放電素子をケーブル１６５の導体と接続させるようになっているコネクタとを備える。
【００２３】
いくつかの実施態様では、コネクタ１３０をコンピュータ１１０に結線する前にコネクタ１４０を外部ディスプレイ１５０に結線する場合、ディスプレイ１５０は、ケーブル１３５を放電させるように、パラレル・コネクタ１１５などのパラレル・コネクタを備えるとよい。同様に、プリンタ１８０は、コネクタ１７０をプリンタ１８０上のシリアル・コネクタに挿入するときケーブル１６５上の静電気をすべて放電させるように、シリアル・コネクタ１２０などのシリアル・コネクタを備えるとよい。
【００２４】
さらに別の実施態様では、コネクタ１６０および／または１７０など、ケーブル１３５および／または１６５の一つまたはそれ以上のコネクタは、エレクトロニクス・デバイスとの接続の前に、ケーブル１３５および／または１６５の導体を少なくとも一時的に一緒に接続させるブラシ、フィラメントまたは類似物を備えるとよい。導体を一緒に接続させると、ケーブル１３５および／または１６５の導体の間で静電気を再分配して、静電放電によってもたらされるエレクトロニクス・デバイスへの損傷を弱めることができる。これらの実施態様のいくつかでは、コネクタ１２０などのエレクトロニクス・デバイスのコネクタは、例えばコネクタ１６０の接地結線を通して電荷をアースに放電させるようになっている。
【００２５】
図２の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているメス・コネクタ２００の例を示す。メス・コネクタ２００は、アース２２０と結合されたハウジング２１０、取り付け板２１５、放電素子２３０および２４０、導体２３５および２４５、ならびにアイソレータ２５５（図２の（Ｂ）および図２の（Ｃ）に示される）を備える。図２の（Ａ）および図２の（Ｂ）は、メス・コネクタ２００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図２の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ２９０をメス・コネクタ２００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００２６】
ハウジング２１０によって、メス・コネクタ２００をエレクトロニクス・デバイス用のアースと結合させるとよい。例えば、ハウジング２１０をエレクトロニクス・デバイスの筐体と結合させるとよい。いくつかの実施態様では、ハウジング２１０は、メス・コネクタ２００を非互換ケーブルと結合させないように、結合用の独自の形状を定めるソケットを備えるとよい。さらに別の実施態様では、ハウジング２１０は、接続が確定したら、ケーブルとメス・コネクタ２００との間の相互接続を一緒に保持するような形状のソケットを形成するとよい。
【００２７】
取り付け板２１５は、放電素子２３０および２４０と結合して、最初にケーブル接続（図２の（Ｃ）に例が示される）を確定する際、放電素子を定位置に保持する。取り付け板２１５は、導体２３５および２４５をケーブルの導体から絶縁して、エレクトロニクス・デバイスの回路への静電放電を防ぐかまたは弱めるとよい。
【００２８】
放電素子２３０および２４０の位置は、放電素子２３０および２４０をケーブル・コネクタ２９０のオス・ピン２９５の通路に保持し、これによって、ケーブル・コネクタ２９０をハウジング２１０に挿入するとき、放電素子２３０および２４０をオス・ピン２９５と接触させる。放電素子２３０および２４０は、オス・ピン２９５と接触する一方、放電素子２３０および２４０はアイソレータ２５５（図２の（Ｂ）および（Ｃ）に示される）と接触してピン２９５上の静電気をアース２２０に放電させる。
【００２９】
本実施態様では、放電素子２３０および２４０がオス・ピン２９５と接触した後、放電素子は、図２の（Ｃ）に示されるように、オス・ピン２９５と導体２３５および２４５との間の接続の通路から押し退けられる。さらに別の実施態様では、放電素子２３０および２４０をアース２２０から切り離してもよい。
【００３０】
その他の実施態様では、メス・コネクタ２００をケーブルの一つまたはそれ以上の末端と永続的または一時的に結合させ、ケーブルの対応する導体の間で静電気を再分配させて放電現象の大きさを弱めるとよい。電荷の再分配によって、１秒の何分の一など、十分な時間があれば、各導体上の静電気は等しくなるはずである。そのような実施態様では、メス・コネクタ２００を図１のコンピュータ１１０などのエレクトロニクス・デバイスに結合させた後、ハウジング２１０をアース２２０と接続させなくても、またはアース２２０と接続させてもよい。
【００３１】
図の多くは、簡単にして分りやすくするために、ケーブルとコネクタとの間の二つの導体の接続の例を示している点にも注意すること。しかし、実施態様は一つまたはそれ以上の導体を有してよい。例えば、ＵＳＢ１．１および２．０互換コネクタは、４つの導体と１つのシールドとを有する。そのような実施態様は、４つの導体の通路に一つまたはそれ以上の放電素子を含み、導体を少なくとも一時的に接地させる。いくつかの実施態様では、同様な方法で、５番目の導体であるシールドを接地させる。
【００３２】
図３の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているメス・コネクタ３００の例を示す。メス・コネクタ３００は、アース３２０に結合されたハウジング３１０、取り付け板３１５、放電素子３３０および３４０、導体３３５および３４５、ならびにバネ３５０と結合されたアイソレータ３６０（図３の（Ｂ）および（Ｃ）に示される）を備える。図３の（Ａ）および図３の（Ｂ）は、メス・コネクタ３００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図３の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ３９０をメス・コネクタ３００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００３３】
ハウジング３１０は、ハウジング２１０と同様に、メス・コネクタ３００をエレクトロニクス・デバイスのアースと結合させることができる。取り付け板３１５は、ケーブル・コネクタ３９０（図３の（Ｃ）に例が示される）をメス・コネクタ３００と結合する際、放電素子３３０および３４０と結合して放電素子を定位置に保持する。取り付け板２１５とは異なり、取り付け板３１５は、ケーブルを結合するとき動かない。その代わり、アイソレータ３６０は、オス・ピン３９５を実質的に放電させた後、ケーブル・コネクタ３９０と接触して放電素子３３０および３４０をアース３２０から切り離すようになっている。
【００３４】
図３の（Ｃ）に例が示されるように、本実施態様では、ボタン３８０を押して（またはスイッチを起動して）接触ケーブル・コネクタ３９０がメス・コネクタ３００の導体３３５および３４５と物理的に接触できるようにすることが必要な場合がある。ボタン３８０を押すと、回転運動によって部材３８５が通り道から退けられるだけで接触できるようになる。ボタン３８０にバネをつないで、ケーブルを切り離したら、ボタンが所定の位置に自動的に戻ってケーブルとの接続を妨げるようにするとよい。
【００３５】
バネ３５０は、ケーブル・コネクタ３９０をメス・コネクタ３００から切り離した後、アイソレータ３６０と結合して放電素子３３０および３４０をアース３２０と再び結合させる。さらに別の実施態様では、取り付け板３１５とアイソレータ３６０との間に結合され、アイソレータ３６０と放電素子３３０および３４０とを再び接触させるバネ３５０などのバネを含むとよい。
【００３６】
図４の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているオス・コネクタ４００の例を示す。オス・コネクタ４００は、アース４２０と結合されたハウジング４１０、取り付け板４１５、放電素子４３０および４４０、導体４３５および４４５、ならびにバネ４５０および４５５と結合されたアイソレータ４６０（図４の（Ｂ）および（Ｃ）に示される）を備える。図４の（Ａ）および図４の（Ｂ）は、オス・コネクタ４００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図４の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ４９０をオス・コネクタ４００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００３７】
ハウジング４１０は、ハウジング２１０と同様に、オス・コネクタ４００をエレクトロニクス・デバイスのアースと結合させ、ケーブル・コネクタ４９０と形状を合わせて誤った導体間の相互接続を防止する形状を定めることができる。取り付け板４１５は、放電素子４３０および４４０と結合して、最初にケーブル接続（図４の（Ｃ）に例が示される）を確定する際、放電素子４３０および４４０を定位置に保持する。取り付け板４１５は、放電素子４３０および４４０がケーブル導体４９５と接触して、これらの放電素子がケーブル・コネクタ４９０と導体４３５および４４５との間の相互接続の通り道から退けられた後、ケーブル・コネクタ４９０の部材４９７と接触する。
【００３８】
ケーブル・コネクタ４９０をオス・コネクタ４００から切り離すと、バネ４５０および４５５がアイソレータ４６０と結合して放電素子４３０および４４０を導体４９５の挿入路に再び配置する。さらに別の実施態様では、部材４９７は、取り付け板４１５を回転させて放電素子４３０および４４０を接続路から移動させるか、または他の方法で放電素子４３０および４４０を導体４９５から切り離すか、または絶縁する。
【００３９】
その他の実施態様では、オス・コネクタ４００を永続的または一時的にケーブルの一つまたはそれ以上の末端と結合させ、ケーブルの対応する導体の間で静電気を再分配して放電現象の大きさを弱める。そのような実施態様では、オス・コネクタ４００を図１のコンピュータ１１０などのエレクトロニクス・デバイスと結合させるとき、ハウジング４１０は、アース４２０と結合しなくてもよく、またはアース４２０と結合してもよい。
【００４０】
図５の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているオス・コネクタ５００の例を示す。オス・コネクタ５００は、アース５２０と結合されたハウジング５１０、取り付け板５１５、放電素子５３０および５４０、導体５３５および５４５、ならびにバネ５５０および５５５と結合されたアイソレータ５６０および５６５（図５の（Ｂ）および図５の（Ｃ）に示される）を備える。図５の（Ａ）および図５の（Ｂ）は、オス・コネクタ５００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図５の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ５９０をオス・コネクタ５００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００４１】
ハウジング５１０は、オス・コネクタ５００をエレクトロニクス・デバイスのアース５２０と結合させることができる。取り付け板５１５は、ケーブル・コネクタ５９０（図５の（Ｃ）に例が示される）を挿入する際、放電素子５３０および５４０と結合して放電素子５３０および５４０を定位置に保持する。アイソレータ部材５６０は、放電素子５３０および５４０がケーブル導体５９５と接触し、放電素子５３０および５４０がアース５２０から切り離された後、ケーブル・コネクタ５９０と接触する。詳しくは、放電素子５３０および５４０をアイソレータ部材５６５から切り離すケーブル・コネクタ５９０がアイソレータ部材５６５を押すと、アイソレータ部材５６０がアイソレータ部材５６５を回転させる。
【００４２】
ケーブル・コネクタ５９０をオス・コネクタ５００から切り離すと、バネ５５０および５５５がアイソレータ部材５６５と結合して放電素子５３０および５４０をアース５２０と再び結合させる。回転ヒンジを介してアイソレータ部材５６５を取り付け板５１５と結合させるとよい。いくつかの実施態様では、回転ヒンジを介してアイソレータ部材５６０をアイソレータ部材５６５と結合させるとよい。
【００４３】
図６の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているオス・コネクタ６００の例を示す。オス・コネクタ６００は、アース６２０と結合されたハウジング６１０、取り付け板６１５、放電素子６３０および６４０、導体６３５および６４５、ならびにバネ６５０および６５５と結合されたアイソレータ６６０および６６５（図６の（Ｂ）および図６の（Ｃ）に示される）を備える。図６の（Ａ）および図６の（Ｂ）は、オス・コネクタ６００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図６の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ６９０をオス・コネクタ６００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００４４】
ハウジング６１０は、オス・コネクタ６００をエレクトロニクス・デバイスのアース６２０と結合させることができる。取り付け板６１５は、放電素子６３０および６４０と結合して、ケーブル接続６９０（図６の（Ｃ）に例が示される）を挿入する際、放電素子６３０および６４０を定位置に保持する。アイソレータ部材６６０は、放電素子６３０および６４０がケーブル導体６９５と接触して、放電素子６３０および６４０がアース６２０から切り離され、導体６３５および６４５が導体６３０および６４０とそれぞれ結合された後、ケーブル・コネクタ６９０と接触する。詳しくは、ケーブル・コネクタ６９０を挿入すると、アイソレータ部材６６０がアイソレータ部材６６５を回転させ、それによって、放電素子６３０および６４０がアース６２０から切り離される。
【００４５】
ケーブル・コネクタ６９０をオス・コネクタ６００から切り離すと、バネ６５０および６５５がアイソレータ部材６６５と結合して放電素子６３０および６４０をアース６２０と再び結合させる。回転ヒンジを介してアイソレータ部材６６５を取り付け板６１５と結合するとよい。
【００４６】
次に図７を参照すると、ケーブルの静電気を弱める実施態様のフローチャート７００が示される。フローチャート７００は、ケーブルの導体の挿入路中に放電素子を配置してケーブルをエレクトロニクス・システムのコネクタと結合させる工程（工程７１０）から始まる。放電素子を挿入路中に配置する工程は、挿入路中の放電素子の位置を維持すること、または放電素子が挿入路中に残るように放電素子を取り付けることを伴うことがある。例えば、放電素子を取り付け板と結合させて放電素子を保持するとよい。放電素子が互換性ケーブル・コネクタの導体と接触した後、導体がエレクトロニクス・デバイスの導体に接触するように、取り付け板を一時的または永続的に設置すればよい。
【００４７】
いくつかの実施態様では、一つまたはそれ以上のバネを取り付け板と結合させて、取り付け板を定位置に一時的に保持してもよい。多くのそのような実施態様では、取り付け板は、ケーブルをエレクトロニクス・デバイスに接続する際、放電素子を挿入路から退かせて、ケーブルとエレクトロニクス・デバイスとの間の確実な結合を容易にすることができる。そのような実施態様では、ケーブルをエレクトロニクス・デバイスから切り離す際、放電素子を挿入路に戻すとよい。
【００４８】
フローチャート７００では、放電素子を配置した後、ケーブルの導体と放電素子とが接触すると、導体からエレクトロニクス・システムのアースに放電させる工程（工程７１５）が続く。詳しくは、導体を放電させる工程は、ケーブルの導体およびケーブルの他の導体をエレクトロニクス・システムの接地構造物と相互接続させればよい。例えば、ケーブル・コネクタをエレクトロニクス・デバイス上のコネクタと結合させる際、ケーブル・コネクタの挿入路中の放電素子は、ケーブルの導体と接触するとよい。放電素子と接触すると、導体上に蓄積された静電気はすべて放電素子を通ってアースに放電し始める。
【００４９】
多くの実施態様では、導体を放電素子から切り離す前にケーブルの導体を徹底的に放電させるようになっている。いくつかの実施態様では、ケーブルをエレクトロニクス・デバイスと結合させる前に静電気のすべてではなく一部を放電させればよい。
【００５０】
ケーブルの導体を放電させた後、放電素子をケーブルの導体から切り離す（工程７２０）。いくつかの実施態様では、ケーブルの導体をエレクトロニクス・デバイスの導体と接続する前に、放電素子を切り離す。さらに別の実施態様では、ケーブルの導体をエレクトロニクス・デバイスの導体と接続したまま、放電素子を切り離す。他の実施態様では、ケーブルの導体をエレクトロニクス・デバイスの導体と接続した後、放電素子を切り離す。
【００５１】
放電素子をケーブルの導体から切り離す工程は、放電素子と結合された部材を移動させることを含んでもよい。例えば、放電素子をアースと結合させるアイソレータ部材を配置し直して、放電素子をアースから切り離し、および／または放電素子をエレクトロニクス・システムの導体と結合させてもよい。
【００５２】
本開示を利用する当業者には、本発明がケーブルの静電気を弱める方法および構成を意図することは自明である。詳細な説明および図面中で示し、説明した本発明の形は、単に例としてのみ解釈すべきものと理解される。添付の請求項は広義に解釈され、開示された実施態様の例のすべての変化形を包括するものと意図される。
【００５３】
いくつかの実施態様について、本発明および本発明の利点のいくつか詳細に説明してきたが、添付の請求項によって定められる本発明の技術思想および範囲から逸脱することなく、本明細書にさまざまな変化、置き換えおよび変更を施すことができると理解すべきである。本発明の実施態様によってさまざまな目的を実現することができるが、添付の請求項の範囲に属するすべての実施態様が、すべての目的を実現するというわけではない。さらに、本出願の範囲は、本明細書中で説明したプロセス、機械、製造法、材料の組成、手段、方法および工程の特定の実施態様に限定されるものではない。本発明の開示から当業者が容易に理解するように、本発明によれば、本明細書で説明した対応する実施態様と実質的に同じ機能を実行するか、または実質的に同じ結果を実現する現在存在するかまたは将来開発されるプロセス、機械、製造法、材料の組成、手段、方法または工程を利用することができる。従って、添付の請求項は、そのようなプロセス、機械、製造法、材料の組成、手段、方法または工程を範囲内に含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】コンピュータと、外部ディスプレイと、プリンタとを備えるシステムの一実施態様を示す。
【図２】メス・コネクタの一実施態様を示す。
【図３】メス・コネクタの別の一実施態様を示す。
【図４】オス・コネクタの一実施態様を示す。
【図５】オス・コネクタの別の一実施態様を示す。
【図６】オス・コネクタのさらに別の一実施態様を示す。
【図７】ケーブルの静電放電を弱める一実施態様のフローチャートを示す。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、同日出願の「静電放電保護を改善するアダプタのための方法および装置類」と題する代理人文書番号ＡＵＳ９２００５０６５７ＵＳ１（４１４１）の米国特許出願第１１／２９５３０１号と関連している。
【０００２】
本発明は、エレクトロニクス・システム用のケーブル接続の分野におけるものである。より詳しくは、本発明は、ケーブルの静電気を、コンピュータ・システムなどのエレクトロニクス・システム上のコネクタに接続する前に弱める方法および装置類に関する。
【背景技術】
【０００３】
ケーブルをコンピュータ・システムに接続する（例えばＵＳＢ、ファイヤ・ワイヤ（ＦｉｒｅＷｉｒｅ）またはその他の共通入出力ポートを通して）ときにはいつでも、ケーブル放電現象（Ｃａｂｌｅ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｅｖｅｎｔ，ＣＤＥ）によってシステムが損傷を受ける危険がある。ＣＤＥは、ケーブル上に蓄積され、ケーブルをコンピュータ・システムに接続するときコンピュータ・システムに放電される静電気が原因となって起こる。例えば、多くの職場の運営で、人員の仕事の割り当てを変えるため、場所を移動させるためなどで、一つの場所から別の場所に人員を移動させることがある。移動する人員用のコンピュータは人員とともに移動し、新しい場所でネットワークに再接続される。ピンおよびシールドを切り離してケーブルを動かすと、多くの場合、ケーブルは互いに擦り合い、カーペットまたは壁と擦り合い、あるいはケーブル中で材料が互いに擦れ合うことさえあり、静電気が蓄積されやすい。
【０００４】
ケーブル上に蓄積される静電気の電圧は、相対湿度および関与する材料によって著しく変化し得る。例えば、相対湿度が約６５％から９０％のとき、カーペット敷き区域を歩いて横切るだけで、通常、１，５００ボルトの静電気が発生し得る。相対湿度が約１０％から２０％湿気のとき同じカーペット敷き区域を歩いて横切ると、３５，０００ボルトの静電気が発生し得る。
【０００５】
エレクトロニクス・システムでは、静電放電（ＥＳＤ）は重大な問題である。静電気を帯びたケーブルを静電放電鋭敏（ＥＳＤＳ）エレクトロニクス・システムに接続すると、静電気がエレクトロニクス・システム中の鋭敏回路を通って放電されることがある。高電圧によって絶縁材料が損傷されるかまたは劣化し、静電放電に十分なエネルギーがあれば、局所過熱によって損傷が起こり得る。一般に、微細な構造物を有するデバイスほど、ＥＳＤによる損傷を受けやすい。
【０００６】
特に、集積回路（ＩＣ）は、世代交替のたびにより小さな構造物のＩＣを構築する勢いを考えると、ＥＳＤの影響を特に受けやすい。ＩＣは、シリコンなどの半導体材料と、二酸化ケイ素などの絶縁材料とから作られ、これらの材料は、高電圧を加えられると壊れやすい。ＩＣの製造業者および使用者は、この問題に会わないよう用心しなければならない。そのような対策としては、適切な包装材料、作業者の身体に高電圧が蓄積しないようにする導電性リスト・ストラップおよびフット・ストラップの着用、有害な電荷を作業区域から外部に誘導する静電防止マット、および湿度制御がある。
【０００７】
コンピュータ・システムの設計者は、通常、自分たちのシステムで用いられる構成部品に静電放電（ＥＳＤ）保護構造物を組み込むことによって、自分たちの製品をＣＤＥ損傷から保護しようと試みる。これらのＥＳＤ保護構造物は、ＣＤＥ発生の場合、電荷をケーブルからアースに導き、ひいては被保護構成部品への損傷を回避または軽減するように設計されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、実際には、構成部品にＥＳＤ保護デバイスを使用しても、限られた保護しか提供されない。個々のＥＳＤ構造物がＥＳＤ現象を処理する能力はさまざまであり、ＥＳＤ現象を処理することによって、時間とともに劣化することもある。重大なＣＤＥは、最善のＥＳＤ保護構造物の能力さえ簡単に凌駕し、コンピュータ・システムに即時破滅的損傷を引き起こしてしまう。例えば、多くのＥＳＤ保護デバイスは約２，０００ボルトまでは対処できるが、これより高い電圧のＥＳＤの場合には損傷される。
【０００９】
コンピュータ・システムが製造され、販売されると、コンピュータ・システムの内部設計または構造を変化させてＣＤＥに対する抵抗力を高めるための実行可能な選択肢は皆無である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記で特定した問題は、大部分、ケーブルからエレクトロニクス・システムへの静電放電を弱める方法および構成によって対処される。一実施態様は、ケーブルからの静電放電を弱める装置を提供する。この装置は、ケーブルと結合してケーブルの導体を放電素子と接続させる放電素子とコネクタとを備えることができる。ケーブルの導体をエレクトロニクス・システムの導体と接続させる前に、ケーブルを放電素子と接続させることによって、ケーブルの導体上の静電気を減らすことができる。
【００１１】
別の実施態様は、ケーブルからの静電放電を弱めるエレクトロニクス・システムを提供する。このシステムは、回路および接地構造物を含む筐体と、ケーブルの導体を接地構造物と接続させる放電素子と、筐体と結合してケーブルの導体を放電素子と接続させるコネクタとを備えることができる。ケーブルの導体を回路と接続させる前に、ケーブルを放電素子と結合させることによって、ケーブルの導体上の静電気を減らすことができる。
【００１２】
さらに別の実施態様は、ケーブルからエレクトロニクス・システムへの静電放電を弱める方法を提供する。この方法は、ケーブルの導体の挿入路に放電素子を配置してケーブルをエレクトロニクス・システムのコネクタと結合させる工程と、ケーブルをコネクタと結合させるに際して、ケーブルの導体と放電素子とが接触すると、ピンをエレクトロニクス・システムの接地に放電させる工程と、ケーブルの導体をエレクトロニクス・システムの回路と接続させる前にケーブルの導体を放電素子から切り離す工程を含む。
【００１３】
以下の詳細な説明を読み、添付の図面を参照すれば、本発明の利点は自明である。添付の図面において、同じ参照記号は同様な素子を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下は、添付の図面に示される本発明の実施態様の詳細な説明である。これらの実施態様は、本発明を明確に伝達するように詳細に記載されている。しかし、開示される詳細の量によって、予想される実施態様の変化形を限定する意図はない。反対に、添付の請求項によって定められる本発明の技術思想および範囲に属するすべての変更形、均等物および代替物を包含することを意図する。下記の詳細な説明は、そのような実施態様を確実に当業者に明らかにするように構成されている。
【００１５】
全体的に言えば、ケーブルの静電放電を弱める諸方法および装置類を対象とする。実施態様は、ケーブルの導体を相互接続させて導体上に蓄積された静電気を弱めるかまたは放電させる、コネクタとコネクタに一体化された放電素子とを含む。いくつかの実施態様では、コネクタを別のコネクタと結合してケーブルを例えばコンピュータと相互接続させるとき、導体をアースに一時的に接続する。さらに別の実施態様では、放電素子はケーブルの導体と相互接続して静電気を再分配し、それによって、ケーブルをコンピュータなどのエレクトロニクス・システムと結合するとき放電の影響を最小限にする。例えば、一実施態様は放電素子を有するメス・コネクタを含み、放電素子はケーブルをコネクタの中に挿入するときケーブルの各導体を接地させる。別の実施態様は放電素子を有するオス・コネクタを含み、放電素子はケーブルをコネクタの中に挿入するときケーブルの導体を接地させる。導体をコネクタと接続させるとき、放電素子は導体の進路から押し退けられる。
【００１６】
そのような実施態様は、ケーブル放電現象（ＣＤＥ）の危険性を都合よく弱めるか、または取り除くことさえでき、比較的低コストで実装することができる。さらに、そのような実施態様は、下流構成部品の静電放電（ＥＳＤ）保護に頼ることがなく、末端使用者からは見えず、末端使用者側の知識も対策も必要としない。実施態様は確実でもあり、無効になることや誤作動することも実質的になく、非常に信頼性が高くほとんど劣化しない。
【００１７】
下記で、特定の回路およびピンまたは導体装置類を参照して特定の実施態様を説明するが、他の実質的に均等な装置類、ならびに任意の数のピンまたは導体を用いて本発明の実施態様を有利に実装することができることは、当業者に自明である。
【００１８】
次に、図面を参照すると、図１は、コンピュータ１１０、外付けディスプレイ１５０、およびプリンタ１８０を備えるシステム１００の一実施態様を示す。ケーブル１３５および１６５は、外部ディスプレイ１５０およびプリンタ１８０をコンピュータ１１０とそれぞれ相互接続させるようになっている。例えば、システム１００を使用するように割り当てられた従業員が新しい業務またはプロジェクトを開始するために新しい場所に移動することがある。従業員は、推奨されている帯電防止デバイスおよびバッグを用いてケーブル１３５および１６５上への静電気の蓄積を予防することなく、システム１００を梱包し、次に新しい場所でシステム１００を組み立て直すことがある。従業員がパラレル・ケーブル１３５をコンピュータ１１０のコネクタ１１５に結合させると、コネクタ１１５はケーブル１３５の導体を筐体１２５と一時的に接続させて、静電気を導体から放電させることができる。導体が放電したら、導体をコネクタ１１５の対応する導体と接続させて、外部ディスプレイ１５０とコンピュータ１１０との間の通信を可能にする。
【００１９】
コンピュータ１１０は、ケーブル１３５および１６５などのケーブルからの静電放電に対して鋭敏なことがある内部回路を有するエレクトロニクス・システムを備える。本実施態様では、コンピュータ１１０をラップトップとして示しているが、コンピュータ１１０はデスクトップ、ワークステーション、サーバ、パーソナル・ディジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ステレオ・システム、ディジタル音楽プレーヤ、携帯電話、または任意のその他のエレクトロニクス・システムであってよく、これらは、静電放電に対して鋭敏なことがある回路を備え、例えばケーブルによる外部デバイスとの相互接続を容易にするコネクタを備える。
【００２０】
コンピュータ１１０は、筐体１２５、パラレル・コネクタ１１５およびシリアル・コネクタ１２０を備える。筐体１２５は、筐体中に一体化され、筐体の内部に取り付けられた電気伝導性の接地構造物または類似物を備えることがある。接地構造物は、回路を損傷せずにケーブル１３５および１６５から静電気を放電させるための接地として作用することができる。
【００２１】
パラレル・コネクタ１１５は、任意の種類の電気的なパラレル接続器具であってよく、一つまたはそれ以上のブラシ、フィラメントまたは類似物を有するコネクタを備えてよい。ブラシ、フィラメントおよび／または類似物は、ケーブル１３５上の静電気を放電させる経路を提供するとよい。経路は、コネクタにおいて空気より導電性が高いか、あるいは空気を通るコネクタ１１５への火花放電を弱めるかまたは除去するのに十分な導電性を有する。例えば、パラレル・コネクタ１１５は、コネクタ１３０用の挿入路内に配置され、コネクタ１３０をパラレル・コネクタ１１５の中に挿入するとき、ケーブル１３５の導体と接触するブラシを備えるとよい。ブラシは、ケーブル１３５から筐体１２５の接地構造物などの接地システムに静電気を実質的に放電させるのに十分に長く、ケーブル１３５の導体と接触し続けるとよい。次いで、ブラシをケーブル１３５の導体から切り離して、ケーブル１３５の導体とコネクタ１１５の導体との接続を可能にするとよい。
【００２２】
同様に、シリアル・コネクタ１２０は、円形または矩形の５ピン、７ピンまたは１２ピンのシリアル・コネクタなど、任意の種類の電気的シリアル接続器であってよい。例えば、シリアル・コネクタ１２０は、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）コネクタおよび／またはファイヤワイヤ・コネクタなど、知的所有権の対象となるシリアル・コネクタを含んでもよい。シリアル・コネクタ１２０は、放電素子と、コネクタ１６０をシリアル・コネクタ１２０と結合させるとき放電素子をケーブル１６５の導体と接続させるようになっているコネクタとを備える。
【００２３】
いくつかの実施態様では、コネクタ１３０をコンピュータ１１０に結線する前にコネクタ１４０を外部ディスプレイ１５０に結線する場合、ディスプレイ１５０は、ケーブル１３５を放電させるように、パラレル・コネクタ１１５などのパラレル・コネクタを備えるとよい。同様に、プリンタ１８０は、コネクタ１７０をプリンタ１８０上のシリアル・コネクタに挿入するときケーブル１６５上の静電気をすべて放電させるように、シリアル・コネクタ１２０などのシリアル・コネクタを備えるとよい。
【００２４】
さらに別の実施態様では、コネクタ１６０および／または１７０など、ケーブル１３５および／または１６５の一つまたはそれ以上のコネクタは、エレクトロニクス・デバイスとの接続の前に、ケーブル１３５および／または１６５の導体を少なくとも一時的に一緒に接続させるブラシ、フィラメントまたは類似物を備えるとよい。導体を一緒に接続させると、ケーブル１３５および／または１６５の導体の間で静電気を再分配して、静電放電によってもたらされるエレクトロニクス・デバイスへの損傷を弱めることができる。これらの実施態様のいくつかでは、コネクタ１２０などのエレクトロニクス・デバイスのコネクタは、例えばコネクタ１６０の接地結線を通して電荷をアースに放電させるようになっている。
【００２５】
図２の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているメス・コネクタ２００の例を示す。メス・コネクタ２００は、アース２２０と結合されたハウジング２１０、取り付け板２１５、放電素子２３０および２４０、導体２３５および２４５、ならびにアイソレータ２５５（図２の（Ｂ）および図２の（Ｃ）に示される）を備える。図２の（Ａ）および図２の（Ｂ）は、メス・コネクタ２００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図２の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ２９０をメス・コネクタ２００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００２６】
ハウジング２１０によって、メス・コネクタ２００をエレクトロニクス・デバイス用のアースと結合させるとよい。例えば、ハウジング２１０をエレクトロニクス・デバイスの筐体と結合させるとよい。いくつかの実施態様では、ハウジング２１０は、メス・コネクタ２００を非互換ケーブルと結合させないように、結合用の独自の形状を定めるソケットを備えるとよい。さらに別の実施態様では、ハウジング２１０は、接続が確定したら、ケーブルとメス・コネクタ２００との間の相互接続を一緒に保持するような形状のソケットを形成するとよい。
【００２７】
取り付け板２１５は、放電素子２３０および２４０と結合して、最初にケーブル接続（図２の（Ｃ）に例が示される）を確定する際、放電素子を定位置に保持する。取り付け板２１５は、導体２３５および２４５をケーブルの導体から絶縁して、エレクトロニクス・デバイスの回路への静電放電を防ぐかまたは弱めるとよい。
【００２８】
放電素子２３０および２４０の位置は、放電素子２３０および２４０をケーブル・コネクタ２９０のオス・ピン２９５の通路に保持し、これによって、ケーブル・コネクタ２９０をハウジング２１０に挿入するとき、放電素子２３０および２４０をオス・ピン２９５と接触させる。放電素子２３０および２４０は、オス・ピン２９５と接触する一方、放電素子２３０および２４０はアイソレータ２５５（図２の（Ｂ）および（Ｃ）に示される）と接触してピン２９５上の静電気をアース２２０に放電させる。
【００２９】
本実施態様では、放電素子２３０および２４０がオス・ピン２９５と接触した後、放電素子は、図２の（Ｃ）に示されるように、オス・ピン２９５と導体２３５および２４５との間の接続の通路から押し退けられる。さらに別の実施態様では、放電素子２３０および２４０をアース２２０から切り離してもよい。
【００３０】
その他の実施態様では、メス・コネクタ２００をケーブルの一つまたはそれ以上の末端と永続的または一時的に結合させ、ケーブルの対応する導体の間で静電気を再分配させて放電現象の大きさを弱めるとよい。電荷の再分配によって、１秒の何分の一など、十分な時間があれば、各導体上の静電気は等しくなるはずである。そのような実施態様では、メス・コネクタ２００を図１のコンピュータ１１０などのエレクトロニクス・デバイスに結合させた後、ハウジング２１０をアース２２０と接続させなくても、またはアース２２０と接続させてもよい。
【００３１】
図の多くは、簡単にして分りやすくするために、ケーブルとコネクタとの間の二つの導体の接続の例を示している点にも注意すること。しかし、実施態様は一つまたはそれ以上の導体を有してよい。例えば、ＵＳＢ１．１および２．０互換コネクタは、４つの導体と１つのシールドとを有する。そのような実施態様は、４つの導体の通路に一つまたはそれ以上の放電素子を含み、導体を少なくとも一時的に接地させる。いくつかの実施態様では、同様な方法で、５番目の導体であるシールドを接地させる。
【００３２】
図３の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているメス・コネクタ３００の例を示す。メス・コネクタ３００は、アース３２０に結合されたハウジング３１０、取り付け板３１５、放電素子３３０および３４０、導体３３５および３４５、ならびにバネ３５０と結合されたアイソレータ３６０（図３の（Ｂ）および（Ｃ）に示される）を備える。図３の（Ａ）および図３の（Ｂ）は、メス・コネクタ３００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図３の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ３９０をメス・コネクタ３００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００３３】
ハウジング３１０は、ハウジング２１０と同様に、メス・コネクタ３００をエレクトロニクス・デバイスのアースと結合させることができる。取り付け板３１５は、ケーブル・コネクタ３９０（図３の（Ｃ）に例が示される）をメス・コネクタ３００と結合する際、放電素子３３０および３４０と結合して放電素子を定位置に保持する。取り付け板２１５とは異なり、取り付け板３１５は、ケーブルを結合するとき動かない。その代わり、アイソレータ３６０は、オス・ピン３９５を実質的に放電させた後、ケーブル・コネクタ３９０と接触して放電素子３３０および３４０をアース３２０から切り離すようになっている。
【００３４】
図３の（Ｃ）に例が示されるように、本実施態様では、ボタン３８０を押して（またはスイッチを起動して）接触ケーブル・コネクタ３９０がメス・コネクタ３００の導体３３５および３４５と物理的に接触できるようにすることが必要な場合がある。ボタン３８０を押すと、回転運動によって部材３８５が通り道から退けられるだけで接触できるようになる。ボタン３８０にバネをつないで、ケーブルを切り離したら、ボタンが所定の位置に自動的に戻ってケーブルとの接続を妨げるようにするとよい。
【００３５】
バネ３５０は、ケーブル・コネクタ３９０をメス・コネクタ３００から切り離した後、アイソレータ３６０と結合して放電素子３３０および３４０をアース３２０と再び結合させる。さらに別の実施態様では、取り付け板３１５とアイソレータ３６０との間に結合され、アイソレータ３６０と放電素子３３０および３４０とを再び接触させるバネ３５０などのバネを含むとよい。
【００３６】
図４の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているオス・コネクタ４００の例を示す。オス・コネクタ４００は、アース４２０と結合されたハウジング４１０、取り付け板４１５、放電素子４３０および４４０、導体４３５および４４５、ならびにバネ４５０および４５５と結合されたアイソレータ４６０（図４の（Ｂ）および（Ｃ）に示される）を備える。図４の（Ａ）および図４の（Ｂ）は、オス・コネクタ４００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図４の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ４９０をオス・コネクタ４００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００３７】
ハウジング４１０は、ハウジング２１０と同様に、オス・コネクタ４００をエレクトロニクス・デバイスのアースと結合させ、ケーブル・コネクタ４９０と形状を合わせて誤った導体間の相互接続を防止する形状を定めることができる。取り付け板４１５は、放電素子４３０および４４０と結合して、最初にケーブル接続（図４の（Ｃ）に例が示される）を確定する際、放電素子４３０および４４０を定位置に保持する。取り付け板４１５は、放電素子４３０および４４０がケーブル導体４９５と接触して、これらの放電素子がケーブル・コネクタ４９０と導体４３５および４４５との間の相互接続の通り道から退けられた後、ケーブル・コネクタ４９０の部材４９７と接触する。
【００３８】
ケーブル・コネクタ４９０をオス・コネクタ４００から切り離すと、バネ４５０および４５５がアイソレータ４６０と結合して放電素子４３０および４４０を導体４９５の挿入路に再び配置する。さらに別の実施態様では、部材４９７は、取り付け板４１５を回転させて放電素子４３０および４４０を接続路から移動させるか、または他の方法で放電素子４３０および４４０を導体４９５から切り離すか、または絶縁する。
【００３９】
その他の実施態様では、オス・コネクタ４００を永続的または一時的にケーブルの一つまたはそれ以上の末端と結合させ、ケーブルの対応する導体の間で静電気を再分配して放電現象の大きさを弱める。そのような実施態様では、オス・コネクタ４００を図１のコンピュータ１１０などのエレクトロニクス・デバイスと結合させるとき、ハウジング４１０は、アース４２０と結合しなくてもよく、またはアース４２０と結合してもよい。
【００４０】
図５の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているオス・コネクタ５００の例を示す。オス・コネクタ５００は、アース５２０と結合されたハウジング５１０、取り付け板５１５、放電素子５３０および５４０、導体５３５および５４５、ならびにバネ５５０および５５５と結合されたアイソレータ５６０および５６５（図５の（Ｂ）および図５の（Ｃ）に示される）を備える。図５の（Ａ）および図５の（Ｂ）は、オス・コネクタ５００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図５の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ５９０をオス・コネクタ５００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００４１】
ハウジング５１０は、オス・コネクタ５００をエレクトロニクス・デバイスのアース５２０と結合させることができる。取り付け板５１５は、ケーブル・コネクタ５９０（図５の（Ｃ）に例が示される）を挿入する際、放電素子５３０および５４０と結合して放電素子５３０および５４０を定位置に保持する。アイソレータ部材５６０は、放電素子５３０および５４０がケーブル導体５９５と接触し、放電素子５３０および５４０がアース５２０から切り離された後、ケーブル・コネクタ５９０と接触する。詳しくは、放電素子５３０および５４０をアイソレータ部材５６５から切り離すケーブル・コネクタ５９０がアイソレータ部材５６５を押すと、アイソレータ部材５６０がアイソレータ部材５６５を回転させる。
【００４２】
ケーブル・コネクタ５９０をオス・コネクタ５００から切り離すと、バネ５５０および５５５がアイソレータ部材５６５と結合して放電素子５３０および５４０をアース５２０と再び結合させる。回転ヒンジを介してアイソレータ部材５６５を取り付け板５１５と結合させるとよい。いくつかの実施態様では、回転ヒンジを介してアイソレータ部材５６０をアイソレータ部材５６５と結合させるとよい。
【００４３】
図６の（Ａ）〜（Ｃ）は、ケーブル上の静電気を弱めるようになっているオス・コネクタ６００の例を示す。オス・コネクタ６００は、アース６２０と結合されたハウジング６１０、取り付け板６１５、放電素子６３０および６４０、導体６３５および６４５、ならびにバネ６５０および６５５と結合されたアイソレータ６６０および６６５（図６の（Ｂ）および図６の（Ｃ）に示される）を備える。図６の（Ａ）および図６の（Ｂ）は、オス・コネクタ６００の前面図および側面図の例をそれぞれ示す。図６の（Ｃ）は、ケーブル・コネクタ６９０をオス・コネクタ６００と結合させているときの別の側面図の例を示す。
【００４４】
ハウジング６１０は、オス・コネクタ６００をエレクトロニクス・デバイスのアース６２０と結合させることができる。取り付け板６１５は、放電素子６３０および６４０と結合して、ケーブル接続６９０（図６の（Ｃ）に例が示される）を挿入する際、放電素子６３０および６４０を定位置に保持する。アイソレータ部材６６０は、放電素子６３０および６４０がケーブル導体６９５と接触して、放電素子６３０および６４０がアース６２０から切り離され、導体６３５および６４５が導体６３０および６４０とそれぞれ結合された後、ケーブル・コネクタ６９０と接触する。詳しくは、ケーブル・コネクタ６９０を挿入すると、アイソレータ部材６６０がアイソレータ部材６６５を回転させ、それによって、放電素子６３０および６４０がアース６２０から切り離される。
【００４５】
ケーブル・コネクタ６９０をオス・コネクタ６００から切り離すと、バネ６５０および６５５がアイソレータ部材６６５と結合して放電素子６３０および６４０をアース６２０と再び結合させる。回転ヒンジを介してアイソレータ部材６６５を取り付け板６１５と結合するとよい。
【００４６】
次に図７を参照すると、ケーブルの静電気を弱める実施態様のフローチャート７００が示される。フローチャート７００は、ケーブルの導体の挿入路中に放電素子を配置してケーブルをエレクトロニクス・システムのコネクタと結合させる工程（工程７１０）から始まる。放電素子を挿入路中に配置する工程は、挿入路中の放電素子の位置を維持すること、または放電素子が挿入路中に残るように放電素子を取り付けることを伴うことがある。例えば、放電素子を取り付け板と結合させて放電素子を保持するとよい。放電素子が互換性ケーブル・コネクタの導体と接触した後、導体がエレクトロニクス・デバイスの導体に接触するように、取り付け板を一時的または永続的に設置すればよい。
【００４７】
いくつかの実施態様では、一つまたはそれ以上のバネを取り付け板と結合させて、取り付け板を定位置に一時的に保持してもよい。多くのそのような実施態様では、取り付け板は、ケーブルをエレクトロニクス・デバイスに接続する際、放電素子を挿入路から退かせて、ケーブルとエレクトロニクス・デバイスとの間の確実な結合を容易にすることができる。そのような実施態様では、ケーブルをエレクトロニクス・デバイスから切り離す際、放電素子を挿入路に戻すとよい。
【００４８】
フローチャート７００では、放電素子を配置した後、ケーブルの導体と放電素子とが接触すると、導体からエレクトロニクス・システムのアースに放電させる工程（工程７１５）が続く。詳しくは、導体を放電させる工程は、ケーブルの導体およびケーブルの他の導体をエレクトロニクス・システムの接地構造物と相互接続させればよい。例えば、ケーブル・コネクタをエレクトロニクス・デバイス上のコネクタと結合させる際、ケーブル・コネクタの挿入路中の放電素子は、ケーブルの導体と接触するとよい。放電素子と接触すると、導体上に蓄積された静電気はすべて放電素子を通ってアースに放電し始める。
【００４９】
多くの実施態様では、導体を放電素子から切り離す前にケーブルの導体を徹底的に放電させるようになっている。いくつかの実施態様では、ケーブルをエレクトロニクス・デバイスと結合させる前に静電気のすべてではなく一部を放電させればよい。
【００５０】
ケーブルの導体を放電させた後、放電素子をケーブルの導体から切り離す（工程７２０）。いくつかの実施態様では、ケーブルの導体をエレクトロニクス・デバイスの導体と接続する前に、放電素子を切り離す。さらに別の実施態様では、ケーブルの導体をエレクトロニクス・デバイスの導体と接続したまま、放電素子を切り離す。他の実施態様では、ケーブルの導体をエレクトロニクス・デバイスの導体と接続した後、放電素子を切り離す。
【００５１】
放電素子をケーブルの導体から切り離す工程は、放電素子と結合された部材を移動させることを含んでもよい。例えば、放電素子をアースと結合させるアイソレータ部材を配置し直して、放電素子をアースから切り離し、および／または放電素子をエレクトロニクス・システムの導体と結合させてもよい。
【００５２】
本開示を利用する当業者には、本発明がケーブルの静電気を弱める方法および構成を意図することは自明である。詳細な説明および図面中で示し、説明した本発明の形は、単に例としてのみ解釈すべきものと理解される。添付の請求項は広義に解釈され、開示された実施態様の例のすべての変化形を包括するものと意図される。
【００５３】
いくつかの実施態様について、本発明および本発明の利点のいくつか詳細に説明してきたが、添付の請求項によって定められる本発明の技術思想および範囲から逸脱することなく、本明細書にさまざまな変化、置き換えおよび変更を施すことができると理解すべきである。本発明の実施態様によってさまざまな目的を実現することができるが、添付の請求項の範囲に属するすべての実施態様が、すべての目的を実現するというわけではない。さらに、本出願の範囲は、本明細書中で説明したプロセス、機械、製造法、材料の組成、手段、方法および工程の特定の実施態様に限定されるものではない。本発明の開示から当業者が容易に理解するように、本発明によれば、本明細書で説明した対応する実施態様と実質的に同じ機能を実行するか、または実質的に同じ結果を実現する現在存在するかまたは将来開発されるプロセス、機械、製造法、材料の組成、手段、方法または工程を利用することができる。従って、添付の請求項は、そのようなプロセス、機械、製造法、材料の組成、手段、方法または工程を範囲内に含むものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】コンピュータと、外部ディスプレイと、プリンタとを備えるシステムの一実施態様を示す。
【図２】メス・コネクタの一実施態様を示す。
【図３】メス・コネクタの別の一実施態様を示す。
【図４】オス・コネクタの一実施態様を示す。
【図５】オス・コネクタの別の一実施態様を示す。
【図６】オス・コネクタのさらに別の一実施態様を示す。
【図７】ケーブルの静電放電を弱める一実施態様のフローチャートを示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルからエレクトロニクス・システムへの静電放電を弱める装置であって、
放電素子と、
前記ケーブルの導体を前記エレクトロニクス・システムの導体と結合させる前に、前記ケーブルと結合して前記ケーブルの前記導体を前記放電素子と結合させ、前記ケーブルの前記導体上の静電気を減少させるコネクタと、
を含む装置。
【請求項２】
前記放電素子は、電荷を伝導するブラシを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コネクタは、前記コネクタおよび前記ケーブルに対して或る位置で前記ブラシと結合する取り付け板を備え、前記位置は、前記ケーブルが前記コネクタと結合する際、前記ブラシと前記ケーブルの前記導体との間の接触を開始させて前記ケーブルの前記導体を実質的に放電させるようになっている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記放電素子は、前記ケーブルの他の複数の導体と結合して、前記ケーブルの前記導体と前記ケーブルの前記他の複数の導体との間で前記静電気を再分配させるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記放電素子は、前記ケーブルを前記コネクタと結合させる際、前記ケーブルの前記導体から前記エレクトロニクス・システムの前記導体への前記静電気の放電を回避するのに十分な電気伝導率を有する材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記放電素子は、前記エレクトロニクス・システムのアースと結合されるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記コネクタは、前記ケーブルと前記コネクタとを結合させると前記ケーブルの前記導体を前記放電素子と結合させ、少なくとも前記ケーブルの前記導体を前記放電素子から切り離すまで、前記ケーブルの前記導体を前記エレクトロニクス・システムの前記導体から絶縁するソケットを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コネクタは、前記ケーブルの一端との実質的に永続的な接続を含み、前記実質的に永続的な接続は、前記ケーブルの前記導体と前記ケーブルの他の複数の導体との電荷を実質的に均等化させるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記コネクタは、前記ケーブルの前記導体を前記エレクトロニクス・システムの前記導体と結合させる前に、前記エレクトロニクス・システム上の対応する接地接続と結合して、前記静電気をアースに放電させる接地接続を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記コネクタは、前記エレクトロニクス・システムとの実質的に永続的な接続を含み、前記実質的に永続的な接続は、前記静電気を前記エレクトロニクス・システムの筐体に実質的に放電させるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
ケーブルからの静電放電を弱めるエレクトロニクス・システムであって、
回路および接地構造物を備える筐体と、
ケーブルの導体を前記接地構造物と結合させる放電素子と、
前記ケーブルの前記導体を前記回路と結合させる前に、前記ケーブルの前記導体を前記放電素子と結合させて前記ケーブルの前記導体上の静電気を減少させる、前記筐体と結合されたコネクタと、
を含むシステム。
【請求項１２】
前記放電素子は、前記ケーブルの前記導体から前記接地構造物に電荷を伝導する一つまたはそれ以上のブラシを備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コネクタは、前記ケーブルの挿入位置に対して或る位置に前記ブラシを結合する取り付け板を備え、前記位置は、前記ケーブルを前記コネクタと結合させる際、前記一つまたはそれ以上のブラシと前記ケーブルの前記導体との間の接触を開始し、前記ケーブルの前記導体と前記回路とが電気的に接触する前に、前記ケーブルの前記導体から前記ブラシを切り離すようになっている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コネクタは、第一の位置では前記放電素子を介して前記ケーブルの前記導体および前記ケーブルの他の複数の導体を前記接地構造物と相互接続させ、別の位置では前記放電素子を前記ケーブルの前記複数の導体から分離する、前記放電素子と結合された部材を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
ケーブルの静電放電を弱める方法であって、
放電素子をケーブルの導体の挿入路に配置して前記ケーブルをエレクトロニクス・システム用のコネクタと結合させる工程と、
前記ケーブルを前記コネクタと結合させる際、前記ケーブルの前記導体と前記放電素子とが接触すると前記導体から前記エレクトロニクス・システムの接地に放電させる工程と、
を含む方法。
【請求項１６】
前記ケーブルの前記導体を前記エレクトロニクス・システムの回路と結合させる前に、前記ケーブルの前記導体を前記放電素子から切り離す工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記放電素子を配置する工程は、前記挿入路中の前記放電素子の位置を維持することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
放電させる工程は、前記ケーブルの前記導体および前記ケーブルの他の複数の導体を前記エレクトロニクス・システムの接地構造物と相互接続させることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１】
ケーブルからエレクトロニクス・システムへの静電放電を弱める装置であって、
放電素子と、
前記ケーブルの導体を前記エレクトロニクス・システムの導体と結合させる前に、前記ケーブルと結合して前記ケーブルの前記導体を前記放電素子と結合させ、前記ケーブルの前記導体上の静電気を減少させるコネクタと、
を含む装置。
【請求項２】
前記放電素子は、電荷を伝導するブラシを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コネクタは、前記コネクタおよび前記ケーブルに対して或る位置で前記ブラシと結合する取り付け板を備え、前記位置は、前記ケーブルが前記コネクタと結合する際、前記ブラシと前記ケーブルの前記導体との間の接触を開始させて前記ケーブルの前記導体を実質的に放電させるようになっている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記放電素子は、前記ケーブルの他の複数の導体と結合して、前記ケーブルの前記導体と前記ケーブルの前記他の複数の導体との間で前記静電気を再分配させるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記放電素子は、前記ケーブルを前記コネクタと結合させる際、前記ケーブルの前記導体から前記エレクトロニクス・システムの前記導体への前記静電気の放電を回避するのに十分な電気伝導率を有する材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記放電素子は、前記エレクトロニクス・システムのアースと結合されるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記コネクタは、前記ケーブルと前記コネクタとを結合させると前記ケーブルの前記導体を前記放電素子と結合させ、少なくとも前記ケーブルの前記導体を前記放電素子から切り離すまで、前記ケーブルの前記導体を前記エレクトロニクス・システムの前記導体から絶縁するソケットを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コネクタは、前記ケーブルの一端との実質的に永続的な接続を含み、前記実質的に永続的な接続は、前記ケーブルの前記導体と前記ケーブルの他の複数の導体との電荷を実質的に均等化させるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記コネクタは、前記ケーブルの前記導体を前記エレクトロニクス・システムの前記導体と結合させる前に、前記エレクトロニクス・システム上の対応する接地接続と結合して、前記静電気をアースに放電させる接地接続を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記コネクタは、前記エレクトロニクス・システムとの実質的に永続的な接続を含み、前記実質的に永続的な接続は、前記静電気を前記エレクトロニクス・システムの筐体に実質的に放電させるようになっている、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
ケーブルからの静電放電を弱めるエレクトロニクス・システムであって、
回路および接地構造物を備える筐体と、
ケーブルの導体を前記接地構造物と結合させる放電素子と、
前記ケーブルの前記導体を前記回路と結合させる前に、前記ケーブルの前記導体を前記放電素子と結合させて前記ケーブルの前記導体上の静電気を減少させる、前記筐体と結合されたコネクタと、
を含むシステム。
【請求項１２】
前記放電素子は、前記ケーブルの前記導体から前記接地構造物に電荷を伝導する一つまたはそれ以上のブラシを備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コネクタは、前記ケーブルの挿入位置に対して或る位置に前記ブラシを結合する取り付け板を備え、前記位置は、前記ケーブルを前記コネクタと結合させる際、前記一つまたはそれ以上のブラシと前記ケーブルの前記導体との間の接触を開始し、前記ケーブルの前記導体と前記回路とが電気的に接触する前に、前記ケーブルの前記導体から前記ブラシを切り離すようになっている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記コネクタは、第一の位置では前記放電素子を介して前記ケーブルの前記導体および前記ケーブルの他の複数の導体を前記接地構造物と相互接続させ、別の位置では前記放電素子を前記ケーブルの前記複数の導体から分離する、前記放電素子と結合された部材を備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
ケーブルの静電放電を弱める方法であって、
放電素子をケーブルの導体の挿入路に配置して前記ケーブルをエレクトロニクス・システム用のコネクタと結合させる工程と、
前記ケーブルを前記コネクタと結合させる際、前記ケーブルの前記導体と前記放電素子とが接触すると前記導体から前記エレクトロニクス・システムの接地に放電させる工程と、
を含む方法。
【請求項１６】
前記ケーブルの前記導体を前記エレクトロニクス・システムの回路と結合させる前に、前記ケーブルの前記導体を前記放電素子から切り離す工程をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記放電素子を配置する工程は、前記挿入路中の前記放電素子の位置を維持することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
放電させる工程は、前記ケーブルの前記導体および前記ケーブルの他の複数の導体を前記エレクトロニクス・システムの接地構造物と相互接続させることを含む、請求項１５に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１５７７１０（Ｐ２００７−１５７７１０Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１９３２６（Ｐ２００６−３１９３２６）
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２７日（２００６．１１．２７）
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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