- 発行日 2023年2月20日
- 最終変更日 2024年6月6日
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USBコネクタ完全ガイド
USBコネクタの目的、用途、種類、規格について解説しています。
このUSBコネクタガイドは、USBコネクタの選び方や買い方について必要なことを紹介しています。このガイドでは、USBコネクタとは何か、どのタイプがどのような用途に最適なのかを理解できるようになります。
また、さまざまな種類のコネクタの目的、正しい種類のコネクタを識別し、オンラインで購入する方法についても説明します。一般的に使用されている様々なタイプのUSBインターフェースとポートに関するよくある質問に対する答えも掲載しています。
USBコネクタの役割とは？
メス型USBコネクタは、USBケーブルやプラグのオス部分を互換性のある機器に挿入することができます。接続されると、2つの機器は共通のUSB接続を介して電源とデータの両方を共有することができます。
USBとはUniversal Serial Busの略で、1996年に始まった共通規格です。それ以前は、パソコンと互換性のあるハードウェアをつなぐために、多種多様なコネクタがが使われていました。身近なところでは、シリアルポートやD-Sub、パラレルポートなどです。
USB規格の開発、維持、更新を担当する組織は、USB Implementers Forum、またはUSB-IFと呼ばれています。現在までに、USBは主に4つの世代がリリースされています。USB 1.x（様々なサブカテゴリ有り）、USB 2.0、USB 3.x（これもサブカテゴリがあった）、そしてUSB 4です。これらをUSB gen 1、USB gen 3などと呼ばれる場合があります。
この4つの世代には、さまざまな形状やタイプのUSBコネクタがあり、現在では非常に幅広いUSBポートとソケットの規格から選択することができます。旧世代と新世代のUSBの主な違いは、デバイス間でデータを転送する速度です。これは、以下の表に示されています。
USBポートはどこで使われているのか？
USBポートとプラグは、複数の異なるUSBデバイスや周辺機器をコンピュータに接続するプロセスを簡素化するために開発されました。現在でも多くの旧型ポートが広く使用されていますが（特にレガシー・ハードウェア）、それらを使用する新しい周辺機器の製造は減少しています。
その代わりに、USBインターフェースコネクタが急速に普及しました。現在では、ノートパソコンや携帯電話など、ほぼすべての電子機器や通信機器にUSB接続端子が搭載されています。その他にもプリンター、マイクロホン、ヘッドホン、そして自動車にも搭載されるようになりました。
現在ではPCB(プリント配線板)を搭載した機器のほとんどには、少なくとも1種類のUSBポートが搭載されています。プリント基板のUSBコネクタや関連部品は安価に入手でき、パネルマウント、表面実装、スルーホール実装、ケーブルマウントなど、さまざまな方法で簡単に実装することができます。
また、多くのデバイスがUSB On-The-Go (USB OTG)と呼ばれる新しい規格に対応しており、特定の製品でホストとデバイスの役割を切り替えることができることも特筆すべき点です。例えば、携帯電話では、大容量記憶装置としての役割と、外部周辺機器からデータを取り込むためのUSBリーダーとしての役割の両方を果たすことができます。
USBコネクタの種類
現在、普及しているUSBにはいくつかの種類があります。しかし、USBコネクタの種類とUSBの世代を混同してはいけません。世代とはコネクタの年代や速度を指し、タイプとはポートの形状やそれに対応するケーブルやプラグで定義されます。
以下では、主なUSBの種類（Type-A、Type-Bなど）を説明した後、USBの旧世代と新世代（USB2.0、3.0など）のコネクタの違いについて説明します。
USB Type-Aコネクタ
現在、最も一般的なUSBポートタイプは、USB Type-A（Standard-Aとも呼ばれる）でしょう。USB Aの接続は、ほとんどのPCやノートPCユーザーにとって、幅約14mm、高さ約6mmの長方形のスロットとして非常になじみ深いものです。
ほとんどのコンピュータは、ケースの側面、背面、前面にこのレセプタクルを複数備えており、複数の外部デバイスや周辺機器をケーブルで接続することができるようになっています。USB Type-Aコネクタは、1.0から3.2までのすべての世代のUSB Type-Aプラグと完全な後方互換性を持っています。2019年に正式発表されたUSB4規格は、異なる形状のUSB Type-Cポートを使用するようになります。
Type-AのUSBプラグは、オスのプラグをメスのジャックに差し込むと、端子の平らな接点がスライドして、摩擦によってコネクタに保持される仕組みになっています。USB Type-Aコネクタの端子台はわずかに中心がずれているため、一方向にしか挿すことができません。
主に小型機器のUSBダウンストリーム接続用として使用されることを想定しています。これにより、データや電力供給（最大5V）を必要とする周辺機器やアクセサリーを、それを供給するホストコントローラやハブデバイスに接続することができます。
USB Type-Bコネクタ
USB Type-Bポートは、Type-Aのような細いスロットではなく、ほぼ正方形です。四角いUSB Type-Bコネクタ（とそれに対応するUSB-Bプラグ）の上部の角は、わずかに角度がついています。これは、オスの部分が正しい方向に向いているときのみ、接続できるようにするためです。
USB Type-Bコネクタは、主にアップストリーム接続として使用されることを想定しています。つまり、ホスト機器に直接接続してデータを送信するように設計された周辺機器に多く見られます。Type-BのUSBポートをよく見かける典型的な例としては、外付けハードディスク・ドック（電源付きのHDDケース)等があります。
USB Type-Cコネクタ
USB Type-Cコネクタは、USBタイプの最新・最速規格の一つです。現在、最新の最先端ハードウェア機器には、1つ以上のUSB Type-Cポートが内蔵されているものが増えてきています。
Type-AやType-Bコネクタとは異なり、メス型USB-Cポートは、ポートとプラグの両方の端子が完全に対称であるため、オス型USB-Cプラグを上下のどちらに挿しても受け入れることができます。Type-C USBコネクタは、他のさまざまな種類のUSBを接続できるアダプターを使用することができ、前世代のすべてのUSB機器との間で電源とデータの転送が可能です。
USB Type-C端子はType-AやType-Bよりもはるかに小さいですが、旧モデルよりもはるかに高速にデータを送信できます。最大10Gbpsのスループットを持つUSB-Cケーブルとポートは、最大20V、100Wの電力供給にも対応しています。このため、データの高速転送や、最新周辺機器のケーブル経由での高速充電に最適です。
Micro USB B コネクタ
Micro USBまたはMicro Bコネクタは、USB Mini Bコネクタを小型化したものです。どちらもMicro USBコネクタの物理的な縮小モデルです。
充電式や小型の周辺機器によく見られます。Micro USB Bの方が小さいので、新しいデバイスによく見られ、少し大きいUSB Mini Bは現在ではあまり使われていません。
Mini USBとMicro USBはどちらも技術的に非推奨となっています。MiniはUSB gen 3.0（2011）以降をサポートしておらず、Micro規格はUSB gen 3.1（2014）までサポートしていましたが、3.2（2017）はサポートしていません。しかし、まだType-Cポートを標準搭載していないデバイスでは、これらの小さなコネクタが使われています。
Mini USBコネクタのピンレイアウト
Mini USBのピンレイアウトは、これらの小さなUSBポートに接続する際に注意する必要があります。他のモデルのUSBコネクタのピンレイアウトはすべて同じですが、USB Mini Bコネクタには、5ピンと4ピンの両方が存在します。
USB-IFでは、Mini USB Bの5ピンコネクタのみが公式に認められており、特に指定がない限り、Mini USBのジャックはすべて5ピンと見なされます。しかし、よりコンパクトな4ピンのモデルも、いくつかのメーカーや、主要ブランドのデジタルカメラメーカーで使用されています。
他の種類の機器では、4ピンのMini B接続は比較的珍しいです。しかし、これは特定のメーカーに属しているわけではありません。4ピンのUSBコネクタは、ほぼ正方形で、非常に小さなUSB Type-Bポートによく似ているため、すぐに見分けることができます。
USB 2.0コネクタ
USB2.0コネクタは、USBタイプではなく、世代を指します。ほとんどのUSBタイプは全世代のUSB規格に対応しますが、より新しい世代の方が高速になります。
USB 2.0は2001年に発売され、その後改訂された世代交代型の規格です。2011年にUSB 3.0が登場するまで、最新かつ最速のUSB規格でした。
USB 2.0のデータ転送速度は、1.5Mビット/秒（ロースピード）、12Mビット/秒（フルスピード）、480Mビット/秒（ハイスピード）です。最大転送速度は、接続するデバイスの性能とケーブル、プラグ、コネクタの品質に大きく依存します。
USB 3.0コネクタ
2011年に登場したUSB3.0は、従来のUSB2.0規格に代わり、最大5Gbit/s（SuperSpeed）の転送速度を実現しました。その後、2度のアップデートが行われ、USB3.1（2014年）は最大10Gbit/s、USB3.2（2017年）は最大20Gbit/sの転送速度を実現しています（いずれもSuperSpeed+に指定されている）。
USB 3コネクタは、3.x A-Type、3.x B-Type、USB 3.x Micro Bがあります。Mini-b規格はUSB gen 2までしかサポートしていないため、USB 3.0 Mini-bコネクタは存在しません。
2020年半ばからUSB 4（正式表記はUSB4）に対応した製品が発売され始め、USB3が最新の規格であり続けることはないと2019年に発表されました。USB4はThunderbolt 3プロトコルをベースに、DisplayPortやPCI Expressのトンネリングに対応し、20～40Gbpsのスループットを実現しています。
非標準のUSBコネクタ
非標準USBコネクタとは、一般的に使用されている上記の主流タイプ以外のUSB互換ポート、ソケット、接続アダプターのことを指します。以下のような製品が含まれます。
- Micro USB-A - 主に、高速なType-Cポートがない新しいデバイスに搭載されています。
- Mini A/B - Mini Aタイプ、Mini Bタイプどちらのプラグやケーブルにも対応する汎用性の高いコネクタ
- Micro AB - 上記タイプを小型化したもので、USB On the Go機器専用に設計されたもの
- USBコンバータ・アダプタ - A to A、B to B、A to B、B to Aを含む
産業用USBコネクタ
産業用コネクタは、通常、より厳しい環境での使用に耐えうるよう設計されたものです。これには、以下のような設計が施されている場合があります。
- 汚れや水分の浸入に耐えるIP等級
- 完全防水の高耐久性熱可塑性ハウジング
- 摩擦係数の高いUSBポートタイプでは、引っ掛かりや振動、急な動きによる不意の切断を防ぐために、高い保持力またはラッチ機構を備えています。
コネクタのオス・メスの違いは？
コネクタのオスとメス、つまり2つのコネクタの性別の違いは、一方が差し込まれ、もう一方が差し込まれることです。
メス型USBコネクタはポートを指し、スロット、レセプタクル、ソケットとも呼ばれます。ホスト・デバイスやハブによく見られるもので、外部のUSBデバイスや周辺機器を接続することができます。
通常、プラグと呼ばれているオス型USBコネクタはケーブルの端に付いていることがほとんどで、USBメモリーなどの小さな付属品に物理的に取り付けられていることもあります。このコネクタをメス型ポートに差し込みますが、通常は大きなデバイスのケーシングにあります。
Micro USB Bのオスコネクタ、USB-Aのメスコネクタなど、ユニバーサルシリアルバスのジャックには、すべてオスとメスのコネクタが存在します。これは、どのようなタイプであっても、接続を形成するためには必ず反対の性別の2つの部品が結合する必要があるためです。
また、あらゆる種類と世代のUSBコネクタに対応した、さまざまな性別のアダプターやコンバーターを購入することができます。これらは、オス-オス、メス-メス、オス-メス、メス-メスのUSBポートを含みます。
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