USBの端子

最終更新日 2021年09月05日

USBの端子の規格

USBには、端子の形状等を規定する規格があります。

規格 特徴
Type-A ・ホスト側機器のUSB端子に採用される形状
・USBケーブル等の接続時は上下の向きを合わせる必要あり
・Alternate Modeに対応不可
Type-B ・クライアント側機器のUSB端子に採用される形状
・USBケーブル等の接続時は上下の向きを合わせる必要あり
・Alternate Modeに対応不可
Type-C ・ホスト側機器とクライアント側機器、両者のUSB端子に採用される形状
・上下の向きがないため上下の向きを気にせずにUSBケーブル等を接続できる
・Alternate Modeに対応可能

USB端子の規格は、初期からType-A、Type-Bが存在し、後にType-Cが登場しました。

Type-Cが登場する前は、Type-AとType-Bを意識してUSB端子を使用する必要があまりありませんでした。

原則的にはType-Aはホスト側機器、Type-Bはクライアント側機器と決まっており、USBはホスト側機器とクライアント側機器を接続して使用しますので、Type-AとType-Bで接続します。

例えば、パソコンのUSB端子はホスト側、パソコンに接続して使用する周辺機器のUSB端子はクライアント側であり、パソコンのUSB端子はType-A、周辺機器のUSB 端子はType-Bです。

パソコンと周辺機器をUSB接続するなら、Type-AとType-Bで接続します。

一部の機器では、別の機器とType-A同士で接続して使用しますが例外的です。

一般的にはType-AとType-Bを接続して使用します。

Type-B同士で接続して使用する機器の組み合わせも存在するかもしれませんが、個人的には見たことがありません。

Type-Cが登場し、Type-A、Type-B、Type-Cを意識してUSB端子を使用する必要が出てきました。

Type-CとType-A、またはType-CとType-Bを接続して使用する場合、USB変換アダプター(変換ケーブル)が必要です。

機器同士をUSB接続して使用する場合、USB変換アダプター(変換ケーブル)が必要となるのか必要とならないのか、必要となる場合はどのような変換パターンが必要となるのか適切に判断する必要があります。

表記

Type-A、Type-B

Type-A、Type-Bという表記ですが、厳密には正しくなく、それぞれStandard-A、Standard-Bと表記するのが正しいです。Type-A、Type-Bという表記が定着していますので、この表記を気にすることなく利用しても大丈夫です。Type-Cという表記は、正しいです。

USB-C

アップルはUSB Type-CをUSB-Cと呼びます。USB-Cという呼び方が出てきた場合、USB Type-Cの別名と認識しておけばよいです。

USB規格

USB 2.0対応USB Type-C端子

USB端子の規格であるUSB Type-Cと、USB 2.0等のUSB規格は、それぞれ独立した規格です。USB Type-C端子なら特定のUSB規格に対応できたり対応できなかったりするような関連性がありません。

USB Type-C端子でもUSB 2.0対応の場合があります。USB 1.1は廃れているので、USB 1.1対応はまずありません。USB 3.0以降に対応が必要の場合、仕様等で確認が必要です。例えば、USB 3.0以降に対応のUSB Type-Cケーブルが必要な場合、端子がUSB Type-CであってもUSB 3.0以降に対応とは限らずUSB 2.0に対応の可能性がありますので仕様等の確認が必要です。

2レーン動作

USB 3.2で登場した2レーン動作に対応するには、Type-Cが必要です。Type-A、Type-BではUSB 3.2に対応できても2レーン動作に対応できません。

USB端子がUSB 3.2に対応だがType-Cではない場合、USB 3.2 Gen 1x1(5Gbps)かUSB 3.2 Gen 2x1(10Gbps)に対応です。Type-Cでも2レーン動作に対応とは限りません。

給電

USB Type-C Current

USB Type-Cには給電の規格USB Type-C Currentがあります。最大電力が15W(5V/3A)と7.5W(5V/1.5A)の2つです。

USB Type-C Currentの供給電力の決まり方

電力を供給する側と供給される側でデータをやり取りし、供給する電力が決まります。USB Type-C Currentが対応可能な最大電力は、7.5W(1.5A×5V)か15W(3A×5V)です。規格上の最大電力なので、実際の最大電力は7.5Wや15Wではない場合があります。

例えば、ノートパソコンからスマートフォンへ電力を供給し充電するとします。ノートパソコン側が最大15W(3A×5V)でも、スマートフォン側が最大10W(2A×5V)の場合、供給する最大電力が10Wです。

USB Type-CのUSB PD対応

USB PDはUSB Type-Cのみで利用可能です。USB Type-CならUSB PD対応とは限りません。USB PDが必要な場合、USB Type-Cがあるかに限らずUSB PD対応かも確認が必要です。

USB PD以外の高速充電方式

USB Type-Cでは、USB PD以外の高速充電方式を使用できません。技術的には使用可能ですが、仕様違反になります。

USB Type-Cが登場した当初は、一部の高速充電方式が仕様違反ではなかったので、実際に使用できるUSB Type-C端子が存在しています。その高速充電方式とは、電圧が5V固定で電流を増やすUSB BC 1.2です。後に禁止になりましたが、2019年まで猶予期間があり許容でした。電圧を5Vより増やす高速充電方式は、USB Type-C登場当初から使用禁止です。

Quick Chargeに関しては、Quick Charge 3.0以下が使用禁止、Quick Charge 4が使用可能です。Quick Charge 4はUSB PDを含みますので、USB Type-CがQuick Charge 4対応でもUSB PDを使用しますので仕様違反になりません。Quick Charge 3.0以下ではUSB PDを含みませんので、もしUSB Type-CがQuick Charge 3.0以下に対応だと、USB PDではなくQuick Charge 3.0以下を使用するので仕様違反になります。

映像出力

映像出力への対応

パソコン等の機器にUSB Type-C端子があっても映像出力に対応とは限りません。必要な場合は、USB Type-C端子ありに限らず映像出力に対応かも確認が必要です。

USB Type-C出力とDisplayPort入力

USB Type-C出力端子とDisplayPort入力端子を接続し映像出力できます。ただし、USB Type-C出力端子がDisplayPort Alternate Modeへの対応が必要です。片方がUSB Type-C、もう片方がDisplayPortのケーブルを使用します。

USB端子形状

裏表

Type-A、Type-Bでは端子に裏表がありますが、Type-Cではなくなりました。USBが裏表ありで登場した理由は、製造コストを抑えるためです。パソコンや周辺機器等、全体で見たら裏表ありでもコストが小さいですが、膨大な台数になると少しのコストの差が膨大になります。まだ登場したばかりのUSBが普及するためには、少しでもコストを抑えられるように裏表ありにして、パソコンや周辺機器等のメーカーに採用してもらう必要がありました。

たとえ便利なインターフェースが開発されても、製造コストが高いとメーカーが採用する可能性が低くなり普及に至るハードルが高くなります。USBが裏表ありで不便でも製造コストを抑えたことにより、各メーカーがUSBを採用し普及に成功しました。あまりにも不便なインターフェースだと製造コストが安くても普及しないでしょうが、USBに裏表があるという不便さは普及を阻む程ではありませんでした。

端子内部の色

黒色や白色であればUSB 1.1かUSB 2.0対応、青色であればUSB 3.0(USB 3.1、USB 3.2)対応です。色分けが必須ではないので青色とは限りません。青色が必須だと機器デザインの自由度を阻害するので必須ではありません。Type-Cでは、青色の場合がなく黒色です。

SSマーク

USB端子に付いているSSマークはUSB 3.0対応を示します。SSはSuperSpeedの略です。USB 3.0対応でもSSマークがない場合もあります。

稲妻マーク

USB端子に付いている稲妻マークとは、Thunderbolt 3対応を示します。Thunderbolt 3に対応の場合、必ず稲妻マークがあります。機器のデザインに影響しますが、重要な情報であるため稲妻マークが必須です。

USB端子の変換

USB Type-C←→USB Type-A変換ケーブルに準拠しない製品がある問題

USB Type-CとUSB 2.0/3.x対応USB Type-Aを変換するケーブルは、USB 2.0/3.xが対応可能な電流の上限を超えないように、USB Type-C側のCCラインと電源ラインの間に56kΩの抵抗を挟む必要があります。USB Type-CとMicro USB Type-Bを変換するケーブルに関しても同様です。

この仕様を満たさないと上限を超える電流が流れ、変換ケーブルやUSB機器が故障する恐れがあります。一般的にはUSB機器に保護回路があるので安全ですが、保護回路が粗悪だと最悪火災につながる恐れがあります。変換ケーブルを選ぶときは製品の評価や評判を調べたり信頼できるメーカーの製品を選ぶとよいです。

USBケーブルのType-AオスとMicro Type-BオスをType-Cオスへ変換

変換しても問題がなく、Type-Cケーブルとして使えます。ただし、完全にType-Cケーブルになるわけではなく、例えばUSB PDに対応できません。

USB Type-Cメス、USB Type-Aオス等の変換アダプターの危険性

USB Type-AオスまたはUSB Type-Bオスが一方にあり、もう一方にはUSB Type-Cメスがある変換アダプターは仕様違反です。危険な組み合わせが多数出てくるためです。

例えば、USB Type-Aオス-USB Type-Cメス変換アダプターと、USB Type-Cオス-USB Type-Aオスケーブルを接続すると、まるで両端がUSB Type-AオスであるUSBケーブルができてしまい、充電器同士を接続できる等の危険性があります。

もう一つ例を挙げます。USB Type-Aオス-USB Type-Cメス変換アダプターと、USB Type-Cオス-USB Type-Cオスケーブルを接続し、さらに変換アダプターのUSB Type-Aオスをパソコンや充電器に接続し、ケーブルのUSB Type-Cオスをスマートフォン等に接続すると、過電流が流れる恐れがあります。スマートフォン等からはUSB Type-Cがあるパソコンや充電器に直接接続されているように見えてしまい、USB Type-Cでは問題ないがUSB Type-A等では過電流となる大きさの電流を要求してしまうためです。一般的には各機器に過電流保護回路がありますが、ないと最悪故障や火災につながる恐れがあります。

USBハブ

USBハブの電源供給方式には、バスパワーとセルフパワーがあります。どちらかに対応のUSBハブもあれば、両者に対応のUSBハブもあります。バスパワーであれば、パソコン等の機器が供給する電力で動作します。セルフパワーであれば、ACアダプターが供給する電力で動作します。

バスパワーだとACアダプターがなくて済みますが、電力不足になるとUSBハブに接続した周辺機器が正常に動作しない場合があります。外付けHDD等、消費電力が大きな周辺機器を多数接続し同時に使用するのであればセルフパワーがよいです。

USB端子のトラブル

USB端子の不足

USB端子が足りないときは、USBハブを使用する、Bluetooth接続可能な製品を使う、以上の対処法があります。

キーボード、マウス、イヤホン、ヘッドフォン等は、ワイヤレスにすると接続ケーブルがなくなり使いやすいので、これらをBluetooth接続可能な製品に変更がよいです。


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