JP2004319782A

JP2004319782A - コネクタ付き回路基板

Info

Publication number: JP2004319782A
Application number: JP2003111943A
Authority: JP
Inventors: Toshimi Ito; 聡美伊藤; Fukami Imai; 深見今井
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2004-11-11

Abstract

【課題】ＣＡＮバスを構成する信号線での、他の信号線によるノイズの影響を抑制でき、ＣＡＮバスを構成する信号線の周囲からの耐ノイズ性を向上でき、ＣＡＮバスから周囲へのノイズを低減できるコネクタ付き回路基板を提供する。
【解決手段】配線パターンは、一平面内にＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線Ｌ１，Ｌ２を備え、両信号線Ｌ１，Ｌ２が並設された領域を、互いに反対側方から挟むように配置したグランドパターンＥ１，Ｅ２を含むようにする。並設された２本の信号線Ｌ１，Ｌ２間は、無配線領域Ｍとして形成する。この結果、無配線領域Ｍには、他の信号線がないため、２本の信号線Ｌ１，Ｌ２への他の信号線の通信に起因したノイズの影響がなくなる。信号線Ｌ１，Ｌ２からのノイズはグランドパターンＥ１，Ｅ２に吸収され、信号線Ｌ１，Ｌ２周囲へのノイズを低減する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載電子制御装置間において制御情報伝達手段として、ＣＡＮを採用した車両に使用されるコネクタ付き回路基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）は、自動車業界で標準となりつつあるシリアル通信プロトコルのことであり、自動車の高価なワイヤハーネスを低コスト化のネットワークに置換するために利用されている。各種車載電子制御装置は、ＣＡＮバスを介して相互に接続され、制御情報をやりとりしている。そして、やりとりされた制御情報等に基づいて、各種車載電子制御装置は、制御対象の駆動装置を制御するようにしている。前記ＣＡＮバスは、通信データ（前記制御情報を含む、以下、ＣＡＮ信号という）を送る通信ラインであり、２本の信号線からなる２線式となっている。１本の信号線は、そのままの信号が送信され、他の信号線は反転した信号を送信するようにされている。各種車載電子制御装置は両信号線の電位差から、ＣＡＮバスのレベルを判断して通信が行えるようにされている。
【０００３】
ところで、上記のようなＣＡＮに使用される回路基板は、図６〜図９に示すように構成されている。図６は、基板本体３０の側面図、図７は基板本体３０の要部断面図、図８は同じく基板本体３０の平面図、図９は、同じく要部平面図である。
【０００４】
回路基板の基板本体３０の一端部側の表面（図６において上面）には、コネクタ３１が固定されている。同コネクタ３１は例えばピンコネクタから構成され、複数個（この従来例では、１６個）のソケットコンタクトが内蔵された図示しない絶縁体と、この絶縁体が収納されたシェル体３２を備えている。前記コネクタ３１には、図示しないピンプラグが着脱可能に接続される。なお、図示しないピンプラグは、前記各ソケットコンタクトに着脱可能に接続されるピンコンタクトを備える。
【０００５】
前記コネクタ３１の背面（図６において、左端面）には、内部のソケットコンタクトに接続されたリード端子３３ａ〜３３ｐが列状に導出されている。従来例では、リード端子３３ａ〜３３ｐは２列となるように導出されている。リード端子３３ａ〜３３ｐの先端は基板本体３０に向かって折り曲げされるとともに、基板本体３０に形成された１６個のスルーホール３５を貫通して、基板本体３０の下方へ突出されている。そして、リード端子３３ａ〜３３ｐのスルーホール３５から突出した突出部はハンダ付け等の固着手段３６で基板本体３０に固着されるとともに、基板本体３０の表面側と裏面側（図６において、上面側と下面側）にそれぞれ形成された所定の配線パターンに接続されている。又、シェル体３２の下面に対応した基板本体３０には、ネジ孔３０ａが貫通されており、同ネジ孔３０ａを介して、基板本体３０の裏面から螺入された一対のネジ３２ａによりシェル体３２は基板本体３０に対して締め付け固定されている。
【０００６】
なお、図７において、スルーホール３５内周面は、公知の方法でスルーホールメッキ３５ａが施されている。図７においては、スルーホールメッキ３５ａは、説明の便宜上、厚みが誇張されて図示されている。
【０００７】
そして、従来は、基板本体３０において、所定の配線パターンにて構成されたＣＡＮバスを構成する２本の信号線Ｌ１，Ｌ２は、前記コネクタ３１のリード端子が接続されたスルーホール３５に対して、例えば、図９に示すように配置されていた。図９において、Ｌ３，Ｌ４はＣＡＮバス以外の他の信号線、Ｌ５，Ｌ６は、アース線（グランドパターン）及び電源線である。
【０００８】
図９に示すように、ＣＡＮバスを構成する２本の信号線Ｌ１，Ｌ２の間に、他の信号線Ｌ３が併走して配置されたり、信号線Ｌ１，Ｌ２が、スルーホールメッキ３５のうち、端側（図９において、左右両側端部）ではなく、中央部側に位置するスルーホール３５に接続されていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＣＡＮバスを構成する２本の信号線Ｌ１，Ｌ２を上記のように、他の信号線を間に配置して並設すると、他の信号線に流れる信号が、ＣＡＮ信号にとってノイズとなる問題があった。又、ＣＡＮ信号も、他の信号線にとってはノイズの原因となる問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、ＣＡＮバスを構成する信号線での、他の信号線によるノイズの影響を抑制でき、ＣＡＮバスを構成する信号線の周囲からの耐ノイズ性を向上でき、又、ＣＡＮバスから周囲へのノイズを低減できるコネクタ付き回路基板を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、コネクタと、同コネクタの複数の接続部材が、基板本体に設けられた配線パターンに対して、同基板本体に設けられた複数の端子接続部を介して電気的に接続されたコネクタ付き回路基板において、前記配線パターンは、一平面内にＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線を含むとともに、前記２本の信号線が並設された領域を互いに反対側方から挟むように配置された複数のグランドパターンを含み、前記並設された前記２本の信号線間は、無配線領域として形成されていることを特徴とするコネクタ付き回路基板を要旨とするものである。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１において、前記基板本体は、複数層のプリント配線を備えていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２において、前記端子接続部は、少なくとも２列状に配置され、ＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線は、前記列状をなす端子接続部のうち、列長手方向の最も端側に配置された端子接続部にそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２において、前記端子接続部は、少なくとも２列状に配置され、ＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線は、前記列状をなす端子接続部のうち、列長手方向の最も端側に配置された端子接続部と、同端子接続部と同列であって隣接した端子接続部にそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項２において、前記ＣＡＮバスを構成する２本の信号線のうち、一方の信号線は、前記無配線領域に位置する部分に接続されるとともに前記基板本体の厚み方向に延びる第１延長部を備え、前記第１延長部は、前記一平面とは異なる他の平面に延び、前記端子接続部に電気的に接続された第２延長部に接続されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１乃至図２を参照して説明する。図１は本実施形態の回路基板の要部平面図である。図２は同じく回路基板の要部底面図として便宜上説明するが、正しくは配線パターンは左右逆転した状態で図示されている。
【００１６】
本実施形態のコネクタ付き回路基板は、配線パターンが従来例と異なるだけであるため、従来例と同一構成については、同一符号を付してその説明を省略し、配線パターンについて説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の回路基板は、複数層として２層となるプリント配線が基板本体３０の表裏面にそれぞれ形成されている。図１に示すように、一平面としての基板本体３０の表面には、配線パターンとして、ＣＡＮバスを構成する信号線Ｌ１，Ｌ２が形成されている。信号線Ｌ１，Ｌ２は、基板本体３０上において、互いに近接するようにして併走するように配置されている。信号線Ｌ１，Ｌ２は、基板本体３０上に搭載された図示しない電子制御装置を構成する半導体装置に一端が接続されている。そして、同半導体装置から、図１に示すように両信号線Ｌ１，Ｌ２が併走する区域は、両信号線Ｌ１，Ｌ２間に他の信号線が介在しない無配線領域Ｍとされている。一方の信号線Ｌ１は、２列に配置されたスルーホール３５のうち、一方の列において、列長手方向の中央部寄りのスルーホール３５（本実施形態では図１において左から４番目のスルーホール）に接続されている。
【００１８】
又、他方の信号線Ｌ２は、基板本体３０の厚み方向に貫通形成されたスルーホール３７のスルーホールメッキ３７ａにて基板本体３０の裏面側に延出されている。前記スルーホールメッキ３７ａは第１延長部に相当する。又、スルーホールメッキ３７ａは、他方の列において、列長手方向の中央部寄りのスルーホール３５（本実施形態では図１において左から４番目のスルーホール）に対して他の平面である基板本体３０裏面上に形成された延長配線部３８を介して接続されている。前記延長配線部３８は第２延長部に相当する。
【００１９】
このように、本実施形態では、基板本体３０の表裏面上において一対の信号線Ｌ１，Ｌ２を、１本ずつ配設することにより、コネクタ３１（図６，図８参照）のリード端子が接続された中央部のスルーホール３５にそれぞれ接続され、かつ、両信号線Ｌ１，Ｌ２の間に他の信号線を挟まないようにされている。
【００２０】
又、図１に示すように、基板本体３０の一平面としての表面には、配線パターンを構成するグランドパターン（アース層）Ｅ１，Ｅ２が、無配線領域Ｍを形成する信号線Ｌ１，Ｌ２の少なくとも併走領域を、互いに反対側方から挟むように配置されている。本実施形態では、他方のグランドパターンＥ２は、信号線Ｌ１の全長を超える長さに亘って配置され、スルーホール３５に接続されている。
【００２１】
図１及び図２において、Ｌ１０〜Ｌ１２，Ｌ１４〜Ｌ１６は、本実施形態では、１２Ｖが印加される配線パターンを構成する電源層であり、Ｌ１３及びＬ１７は、ＣＡＮ信号ではない、他の信号の送信のための信号線であって、基板本体３０の裏面側に設けられている。又、信号線Ｌ１３は、列の端のスルーホール３５に対して接続されている。
【００２２】
なお、リード端子３３ａ〜３３ｐは、接続部材に相当し、スルーホール３５は端子接続部に相当する。
本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
【００２３】
（１）本実施形態では、配線パターンは、一平面内にＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線Ｌ１，Ｌ２を備え、両信号線Ｌ１，Ｌ２が並設された領域を、互いに反対側方から挟むように配置したグランドパターンＥ１，Ｅ２を含むようにした。そして、並設された２本の信号線Ｌ１，Ｌ２間は、無配線領域Ｍとして形成した。
【００２４】
この結果、無配線領域Ｍには、他の信号線がないため、ＣＡＮバスを構成する２本の信号線Ｌ１，Ｌ２に他の信号線の通信に起因したノイズの影響がなくなる。又、２本の信号線Ｌ１，Ｌ２が並設された領域は、グランドパターンＥ１，Ｅ２にて互いに反対側方から挟むように配置したため、信号線Ｌ１，Ｌ２からのノイズをグランドパターンＥ１，Ｅ２に吸収することができ、信号線Ｌ１，Ｌ２から周囲へのノイズを低減できる。
【００２５】
（２）本実施形態では、信号線Ｌ２は、無配線領域Ｍに位置する部分に接続されるとともに基板本体３０の厚み方向に延びるスルーホールメッキ３７ａ（第１延長部）を備える。そして、スルーホールメッキ３７ａは、基板本体３０の表面（一平面）とは異なる裏面（他の平面）に延び、スルーホール３５（端子接続部）に電気的に接続された延長配線部３８（第２延長部）に接続されている。
【００２６】
この結果、２列状に配置された端子接続部としてのスルーホール３５のうち、最も端側に位置するスルーホール３５のスルーホールメッキ３５ａに必ずしも、信号線Ｌ２を接続する必要はなくなり、例えば、列の中央側のスルーホール３５に対して接続することができる。この結果、例えば信号線Ｌ１３を列の最も端側のスルーホール３５に対して接続でき、ＣＡＮバスを構成する信号線以外の他の信号線（例えば、信号線Ｌ１３）におけるスルーホール３５に対する接続を行う際、他の信号線の引き回しのための自由度（配線パターンレイアウトの自由度）を高めることができる効果がある。
【００２７】
又、逆に、ＣＡＮバスを構成する信号線におけるスルーホール３５に対する接続を行う際、同信号線の引き回しのための自由度（配線パターンレイアウトの自由度）を高めることができる効果がある。
【００２８】
（第２実施形態）
次に第２実施形態を図３を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一又は相当する構成については同一符号を付して異なるところを説明する。
【００２９】
第２実施形態では、第１実施形態の構成中、スルーホール３７、スルーホールメッキ３７ａ、延長配線部３８が省略されている。その代わりに、信号線Ｌ１，Ｌ２が、２列のスルーホール３５において、最も近位側の列の端に位置する一対のスルーホール３５に対して電気的に接続されている。なお、図示はしないが、第２実施形態では、基板本体３０の裏面側に設けられた信号線Ｌ１３は、図２の二点鎖線で示すように、列の端に位置するスルーホール３５の代わりに、列の中央側に寄った他のスルーホール３５に対して接続されている。
【００３０】
本実施形態によれば、第１実施形態の上記（１）の作用効果に加え、以下のような効果を奏する。
（１）第２実施形態では、ＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線Ｌ１，Ｌ２は、列状をなすスルーホール３５（端子接続部）のうち、列長手方向の最も端側に配置されたスルーホール３５にそれぞれ電気的に接続した。すなわち、基板本体３０の表面（一平面）にのみ、ＣＡＮバスを構成する信号線Ｌ１，Ｌ２を配置することによって、第１実施形態とは異なり、スルーホール３７等を形成することなく容易に第１実施形態の上記（１）の効果を実現することができる。
【００３１】
なお、本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
（１）第２実施形態では、信号線Ｌ１，Ｌ２の配線パターンは、図３では、スルーホール３５の列長手方向に沿って配置したが、図４に示すように、信号線Ｌ１，Ｌ２の配線パターンをスルーホール３５の列に対して斜めに配置してもよい。
【００３２】
（２）図４に示す別例では、２列のスルーホール３５の各列の端のスルーホール３５に対して信号線Ｌ１，Ｌ２を接続したが、図５に示すように、一方の列において、最も端側のスルーホール３５と、その端に隣接したスルーホール３５に、それぞれ信号線Ｌ１，Ｌ２を接続してもよい。
【００３３】
（３）前記第１実施形態では、２層の基板本体３０に具体化したが、４層、６層、８層等の全ての多層の基板本体に具体化してもよい。この場合、基板本体の表面と裏面に、それぞれ信号線Ｌ１，Ｌ２を配置することを限定するものではなく、異なる各層において、第１実施形態と同様の配置構成にしてもよい。
【００３４】
（４）第２実施形態では、２層の基板本体に具体化したが、１層の基板本体に具体化してもよい。
（５）前記各実施形態では、スルーホール３５を２列に配置したが、３列、４列等の複数列を備えたコネクタ付き回路基板に具体化してもよい。又、図５の例から分かるようにスルーホール３５を１列に配置したものに具体化してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１乃至請求項５の発明によれば、ＣＡＮバスを構成する信号線での、他の信号線によるノイズの影響を抑制でき、ＣＡＮバスを構成する信号線の周囲からの耐ノイズ性を向上できる。又、請求項１乃至請求項５の発明によれば、ＣＡＮバスから周囲へのノイズを低減できる優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の回路基板の要部平面図。
【図２】同じく回路基板の要部底面図。
【図３】第２実施形態の回路基板の要部平面図。
【図４】他の実施形態の回路基板の要部平面図。
【図５】他の実施形態の回路基板の要部平面図。
【図６】従来のコネクタ付き回路基板の側面図。
【図７】同じく回路基板の要部断面図。
【図８】同じく回路基板の平面図。
【図９】同じく回路基板の要部平面図。
【符号の説明】
３０…基板本体
３１…コネクタ
３３ａ〜３３ｐ…リード端子（接続部材）
３５…スルーホール（端子接続部）
３５ａ…スルーホールメッキ
３７…スルーホール
３７ａ…スルーホールメッキ（第１延長部）
３８…延長配線部（第２延長部）
Ｌ１，Ｌ２…信号線
Ｅ１，Ｅ２…グランドパターン
Ｍ…無配線領域

Claims

コネクタと、
同コネクタの複数の接続部材が、基板本体に設けられた配線パターンに対して、同基板本体に設けられた複数の端子接続部を介して電気的に接続されたコネクタ付き回路基板において、
前記配線パターンは、
一平面内にＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線を含むとともに、前記２本の信号線が並設された領域を互いに反対側方から挟むように配置された複数のグランドパターンを含み、
前記並設された前記２本の信号線間は、無配線領域として形成されていることを特徴とするコネクタ付き回路基板。
前記基板本体は、複数層のプリント配線を備えていることを特徴とする請求項１に記載のコネクタ付き回路基板。
前記端子接続部は、少なくとも２列状に配置され、ＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線は、前記列状をなす端子接続部のうち、列長手方向の最も端側に配置された端子接続部にそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコネクタ付き回路基板。
前記端子接続部は、少なくとも２列状に配置され、ＣＡＮバスを構成する互いに並設された２本の信号線は、前記列状をなす端子接続部のうち、列長手方向の最も端側に配置された端子接続部と、同端子接続部と同列であって隣接した端子接続部にそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコネクタ付き回路基板。
前記ＣＡＮバスを構成する２本の信号線のうち、一方の信号線は、前記無配線領域に位置する部分に接続されるとともに前記基板本体の厚み方向に延びる第１延長部を備え、前記第１延長部は、前記一平面とは異なる他の平面に延び、前記端子接続部に電気的に接続された第２延長部に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のコネクタ付き回路基板。