JP2007096184A - プリント配線基板の誤挿入による誤動作防止方法および誤動作防止構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】検出回路や判断回路などを設けることなく、簡易な構成により、プリント配線基板が誤挿入された場合に電子機器を確実に誤動作や破壊から防止することができる誤動作防止方法および誤動作防止構造を実現する。
【解決手段】複数のプリント配線基板をセットとして使用するとともに、構成の異なるプリント配線基板のセットを複数セット有し、この複数セットのプリント配線基板を共通のバックプレーンに選択的に挿入接続して使用するようにした電子機器の誤動作防止方法において、各セットごとにコネクタのピン配置などのインタフェース仕様を変化させ、各セットが正しい組み合わせで挿入接続されたときにのみ、前記バックプレーンを介してプリント配線基板上の所望の端子間が接続されることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数のプリント配線基板をセットとして使用するとともに、構成の異なるプリント配線基板のセットを複数セット有し、この複数セットのプリント配線基板を共通のバックプレーンに選択的に挿入接続して使用するようにした電子機器における、プリント配線基板の誤動作防止方法および誤動作防止構造に関するものである。
バックプレーンとバックプレーンに挿入接続する複数のプリント配線基板により構成される電子機器において、通常各プリント配線基板はバックプレーン上で挿入接続すべきコネクタ位置が定められており、誤ったコネクタに挿入接続しないよう、機構的なキーのついたコネクタを使用する場合がある。
図7は、機構的なキー付きコネクタを使用してプリント配線基板の誤挿入を防止する従来例を示した図である。バックプレーン30に挿入接続する第1および第2のプリント配線基板31、32があり、プリント配線基板31はスロット1に、プリント配線基板32はスロット2に挿入する。スロット1とスロット2には互いに異なる形状のキーが付いたコネクタ(コネクタ33および34、コネクタ35および36)を使用することによって、プリント配線基板31はスロット2に挿入することができず、プリント配線基板32もスロット1に挿入することができなくなり、プリント配線基板が誤ったスロットへ挿入されるのを防止することができる。
しかし、図7に示した従来例では、バックプレーン30に挿入接続できるプリント配線基板のセットが複数セット存在する場合には、各セットごとに、バックプレーン30上の所定のコネクタ(例えばコネクタ33)に勘合するキーのついたコネクタ(例えばコネクタ34)を使用したプリント配線基板が存在するため、バックプレーン30に挿入接続するプリント配線基板のセットが間違っていた場合でも、物理的にはバックプレーン30上の上記所定のコネクタに挿入接続することが可能である。そのため、間違ったセットをバックプレーン30に挿入したことに気づかず電源を入れると、何らの保護が働かず、機器が誤動作したり、最悪の場合破壊に至るという問題があった。
従来より、複数のプリント配線基板からなるユニットがコントロール基板などに誤挿入された場合に、誤挿入されたユニットに対する電圧供給を未然に防ぎ、ユニットの素子破壊を防止する構造が提案されている。
実開平5−64923
図8は、特許文献1の提案内容を示す図であり、複数の異なるインタフェース仕様のユニット40、それらのインタフェース仕様に対応したコントロール基板41、ユニット側に設けられたショート線42、挿入接続されたユニットが目的とするインタフェースのものか否かを判定し、この判定結果に従ってユニット40への電圧供給を制御する判定制御回路43、コントロール基板とユニットに電圧を供給する電源44から構成される。
ユニット40には、インタフェース別にショート線を配線し、ユニット40のショート線の接続に応じた信号を判定制御回路43でそれぞれ検出し、挿入されたユニットが目的とするインタフェースのものである場合、すなわち、コントロール基板とユニットのセットが正しい場合にのみ、ユニットへ電圧供給を実行するよう電源44を制御するものである。
しかしながら、このような技術によれば、ユニット40のショート線の接続に応じた信号を検出する回路、挿入されたユニットが目的とするインタフェースのものであるか否かを判断する回路、さらに電圧供給の実行を制御する回路が必要となり、システム本来の機能の他に、回路の追加や部品の追加が発生する可能性が高く、システム全体のコストアップになりかねない。
本発明は、上記のような従来装置の問題をなくし、検出回路や判断回路などを設けることなく、簡易な構成により、プリント配線基板が誤挿入された場合に電子機器を確実に誤動作や破壊から防止することができる誤動作防止方法および誤動作防止構造を実現することを目的としたものである。
上記のような目的を達成するために、本発明の請求項1では、複数のプリント配線基板をセットとして使用するとともに、構成の異なるプリント配線基板のセットを複数セット有し、この複数セットのプリント配線基板を共通のバックプレーンに選択的に挿入接続して使用するようにした電子機器の誤動作防止方法において、
各セットごとにコネクタのピン配置などのインタフェース仕様を変化させ、各セットが正しい組み合わせで挿入接続されたときにのみ、前記バックプレーンを介してプリント配線基板上の所望の端子間が接続されることを特徴とする。
請求項2では、請求項1に記載の誤動作防止方法において、前記プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子が未接続となるように前記インタフェースを構成することを特徴とする。
請求項3では、請求項1に記載の誤動作防止方法において、前記プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子が固定電位に接続されるように前記インタフェースを構成することを特徴とする。
請求項4では、請求項1に記載の誤動作防止方法において、前記プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子がGND電位に接続されるように前記インタフェースを構成することを特徴とする。
請求項5では、請求項1乃至4のいずれかに記載の誤動作防止方法において、前記バックプレーンは、マザーボードであることを特徴とする。
請求項6では、複数のプリント配線基板をセットとして使用するとともに、構成の異なるプリント配線基板のセットを複数セット有し、この複数セットのプリント配線基板を共通のバックプレーンに選択的に挿入接続して使用するようにした電子機器の誤動作防止構造において、
各セットごとにコネクタのピン配置などのインタフェース仕様を変化させたことを特徴とする。
請求項7では、請求項6に記載の誤動作防止構造において、前記インタフェースは、プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子を未接続とすることを特徴とする。
請求項8では、請求項6に記載の誤動作防止構造において、前記インタフェースは、プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子を固定電位に接続することを特徴とする。
請求項9では、請求項6に記載の誤動作防止構造において、前記インタフェースは、プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子をGND電位に接続することを特徴とする。
請求項10では、請求項6乃至9のいずれかに記載の誤動作防止構造において、前記バックプレーンは、マザーボードであることを特徴とする。
プリント配線基板が正しいセットで挿入接続されたときにのみ各プリント配線基板が正しく結線され、誤ったセットで挿入接続されたときはプリント配線基板上の任意の端子が接続されないよう、プリント配線基板のセットごとにインタフェース仕様を変化させることにより、検出回路や判断回路などを設けることなく、機器を確実に誤動作や破壊から防止することができる。
インタフェース仕様の変化だけで実現できるため、検出回路や判断回路が不要となり、部品点数増加によるコストアップの心配がない。
このように、インタフェース仕様を変化させて誤挿入された場合のプリント配線基板間の任意の端子の接続をコントロールすることによって、検出回路や判断回路などを設けることなく、簡易な構成により、プリント配線基板が誤挿入された場合に電子機器を確実に誤動作や破壊から防止することができる誤動作防止方法および誤動作防止構造を実現する
ことができる。
以下、図面を用いて本発明の誤動作防止方法および誤動作防止構造を説明する。
図1は、本発明による誤動作防止構造におけるインタフェース仕様の一例を示したものである。図1(a)はインタフェース仕様が正しいセットでバックプレーンに挿入接続された状態を示しており、図1(b)は間違ったセットで挿入接続された状態を示したものである。
図1(a)は、スロット1とスロット2を備えたバックプレーン20、バックプレーン20のスロット1に挿入接続するプリント配線基板A1、スロット2に挿入接続するプリント配線基板A2から構成されている。以下、プリント配線基板の添え字であるA1、A2は、アルファベット部分はインタフェース仕様の種類(インタフェース仕様A)を、数字部分はバックプレーン上で挿入接続すべきスロット番号を意味するものとする。
インタフェース仕様Aでは、各プリント配線基板は端子a、b、cを有し、端子aは信号S1(たとえば何らかの動作のトリガ信号とする)、端子bおよびcはGND信号と予め決定しておく。また、図1に示すように、スロット1の端子a、b、cは、バックプレーン20の配線でスロット2の端子a、b、cに接続されるものとする。
プリント配線基板A1およびプリント配線基板A2はインタフェース仕様Aに従っているため、各プリント配線基板の端子aは信号S1に接続され、端子bおよびcはGNDに接地されるよう設計されている。ここで、信号S1はプリント配線基板A1で生成し、スロット1の端子aから出力し、スロット2の端子aで受信し、スロット2に挿入接続される基板の動作開始のためのトリガ信号であるとする。
プリント配線基板A1とプリント配線基板A2は、インタフェース仕様が同じであり、バックプレーン20に挿入接続するプリント配線基板のセットとして正しい組み合わせである。両基板がバックプレーン20のスロット1とスロット2に正常に挿入接続されると、信号S1はスロット1の端子aからスロット2の端子aへ正しく伝送され、スロット2に挿入接続されたプリント配線基板A2は信号S1を受けて動作を開始することが可能となる。また、端子b、cはプリント配線基板A1、A2上でGNDに接地されており、各端子は常時GND電位となり安定する。
一方、図1(b)は、スロット1にインタフェース仕様Aのプリント配線基板A1、スロット2にはインタフェース仕様Bのプリント配線基板B2が挿入された状態を示したものである。
インタフェース仕様Bでは、プリント配線基板の端子aおよびcはGND信号、端子bは信号S1と予め決定しておく。バックプレーン20は図1(a)と同じであり、各スロットの端子a、b、c同士はバックプレーン20の配線で接続される。
プリント配線基板B2は、インタフェース仕様Bに従っているため、プリント配線基板B2上で端子bは信号S1に接続され、端子aおよびcはGNDに接地されるよう設計されている。
プリント配線基板A1とプリント配線基板B2は、バックプレーン20に挿入接続するプリント配線基板のセットとしては間違ったものである。プリント配線基板A1をスロット1に、プリント配線基板B2をスロット2に挿入接続すると、スロット1の端子aはスロット2の端子a(プリント配線基板B2上で接地)に接続されるため、強制的にGND電位となる。また、スロット2の端子bはスロット1の端子b(プリント配線基板A1上で接地)と接続されるため、強制的にGND電位となる。両スロットの端子cはどちらもGND電位に固定されており、GND電位で安定する。
スロット2の端子bには信号S1が伝送されず、GND電位に固定されるため、信号S1を受けて誤ってプリント配線基板B2の動作が開始されるという恐れがない。このように、プリント配線基板のセットが間違っている場合には、インタフェース仕様の違いにより、自動的に信号が未接続となり、誤動作を防止することができる。
なお、本実施例の場合は、プリント配線基板A1で生成された信号S1はGNDに短絡することになるが、電流制限用の抵抗(抵抗10)を設けておくことにより、過電流による基板の損傷を十分防止することが可能である。
また、プリント配線基板のセットが間違っているときに信号S1を接続する電位はGND電位に限定されるものではなく、任意の固定電位とする設計としてもよい。
図2は、実施例1の変形例を示した図である。実施例1では、信号S1をプリント配線基板A1で生成してプリント配線基板A2に伝送する構成であったが、必ずしもプリント配線基板A1上で生成したものである必要はなく、外部からプリント配線基板A1およびプリント配線基板A2に供給され、使用されるような信号であってもよい。
図2において、プリント配線基板A1’およびプリント配線基板A2’では、バックプレーン21上で生成された信号S1を、端子a、b、c以外の別の端子dから入力し、それを基板上で端子aに接続する。プリント配線基板B2’では、端子dから入力した信号S1を端子bに接続する。図2(a)はインタフェース仕様のセットが正しい場合、図2(b)は間違っている場合を示しており、それぞれの動作は実施例1と同様である。なお、抵抗11〜抵抗13は電流制限用の保護抵抗である。
図3は、本発明による誤動作防止構造におけるインタフェース仕様の他の例を示したものである。図3(a)はインタフェース仕様が正しいセットでバックプレーンに挿入接続された状態を示しており、図3(b)は間違ったセットで挿入接続された状態を示したものである。
図3(a)は、スロット1とスロット2を備えたバックプレーン22、バックプレーン22のスロット1に挿入接続するプリント配線基板C1、スロット2に挿入接続するプリント配線基板C2から構成されている。両基板ともインタフェース仕様Cに従っているものとする。
インタフェース仕様Cでは、各プリント配線基板は端子a、b、c、a’、b’、c’を有し、各基板上で独自に生成した信号S2(たとえば何らかのトリガ信号)を端子bから一旦基板外部へ出力し、出力した信号S2を端子aから入力し直し、信号S2の入力を受けて各基板の動作を開始するものとする。端子a’とb’には導通を持たせ、端子cおよびc’は未接続としておく。また、図3に示すように、各スロットの端子a、b、cは、バックプレーン22の配線で他方のスロットの端子a’、b’、c’に接続されるものとする。
プリント配線基板C1とプリント配線基板C2は、インタフェース仕様が同じであり、バックプレーン22に挿入接続するプリント配線基板のセットとして正しい組み合わせである。両基板がバックプレーン22のスロット1とスロット2に正常に挿入接続されると、図3(a)に示すように、スロット1の端子aとbは、スロット2の端子a’、b’を介して直列接続され、プリント配線基板C1は信号S2を受信して動作を開始することができる。同様に、プリント配線基板C2も、スロット2の端子aとbがスロット1の端子a’、b’を介して直列接続され、信号S2を受信して動作を開始することができる。
一方、図3(b)は、スロット1にインタフェース仕様Cのプリント配線基板C1、スロット2にはインタフェース仕様Dのプリント配線基板D2が挿入された状態を示したものである。
インタフェース仕様Dは、端子a、b、c、a’、b’、c’を有し、トリガ信号S2を端子cから一旦基板外部へ出力し、出力した信号S2を端子bから入力し直し、信号S2の入力を受けて各基板の動作を開始するものとする。さらに、端子b’とc’には導通を持たせ、端子aおよびa’は未接続としておく。
プリント配線基板C1とプリント配線基板D2は、バックプレーン22に挿入接続するプリント配線基板のセットとしては間違ったものである。プリント配線基板C1をスロット1に、プリント配線基板D2をスロット2に挿入接続すると、スロット1の端子bから信号S2が出力されても、スロット2において端子a’、b’間に導通がないため、スロット1の端子aとbは接続されない。そのため、プリント配線基板C1には信号S2が入力されず、誤って動作が開始される恐れがない。
同様に、プリント配線基板D2においても、スロット2の端子cから信号S2が出力されるが、スロット1の端子b’、c’に導通がないため、スロット2の端子bとcは接続されない。そのため、プリント配線基板D2にも信号S2が入力されず、誤って動作が開始される恐れがない。
本来信号を入力すべきピンと異なるピンに信号が入力されたり、本来の信号とは異なる信号が入力されると、プリント配線基板が誤動作したり、最悪の場合損傷する可能性もある。プリント配線基板が間違ったセットで挿入接続された場合に物理的に信号が未接続となるよう、各セットごとに変化をつけてインタフェース仕様を設計することにより、基板を誤動作や損傷から保護することができる。
図4は、実施例3の変形例を示した図である。実施例3では信号S2は各プリント配線基板上で独自に生成する構成であるが、図4に示すように、信号S2は、必ずしも各プリント配線基板上で生成したものである必要はなく、各プリント配線基板外部から供給される信号であってもよい。
図4において、プリント配線基板C1’およびプリント配線基板C2’では、バックプレーン23上で生成された信号S2を、a、b、c、a’、b’、c’以外の別の端子dから入力し、それを基板上で端子bに接続する。プリント配線基板D2’では、端子dから入力した信号S2を端子cに接続する。図4(a)はインタフェース仕様のセットが正しい場合、図4(b)は間違っている場合を示しており、それぞれの動作は実施例3と同様である。
実施例3と同じ構成で、信号S2の代わりに電源ラインに利用することも可能である。図5は、図3に示す実施例において、信号S2の代わりに電源ラインを接続した場合を示した図である。図5(a)において、バックプレーン22に挿入接続するプリント配線基板E1,E2はどちらもインタフェース仕様Eとする。インタフェース仕様Eでは、各基板は独自の電源を備え、基板上で生成した電源Vを端子bから一旦基板外部へ出力し、出力した電源Vを端子aから入力し直し、この入力電源を基板の動作電源(Vcc)として使用するものとする。
プリント配線基板E1とプリント配線基板E2がバックプレーン22のスロット1とスロット2に正常に挿入接続されると、図5(a)に示すように、スロット1の端子aとbは、スロット2の端子a’、b’を介して直列接続され、プリント配線基板E1は動作電源が供給され、動作を開始することができる。プリント配線基板E2も、スロット2の端子aとbがスロット1の端子a’、b’を介して直列接続され、動作電源が供給され、同様に動作を開始することができる。
一方、図5(b)は、スロット1にインタフェース仕様Eのプリント配線基板E1、スロット2にはインタフェース仕様Fのプリント配線基板F2が挿入された状態を示したものである。
インタフェース仕様Fは、基板上で生成した電源Vを端子cから一旦基板外部へ出力し、出力した電源Vを端子bから入力し直し、各基板の動作電源として使用するものとする。
プリント配線基板E1をスロット1に、プリント配線基板F2をスロット2に挿入接続すると、スロット1の端子bから電源Vが出力されても、スロット2において端子a’b’間に導通がないため、スロット1の端子aとbは接続されない。そのため、プリント配線基板E1には動作電源が供給されない。
同様に、プリント配線基板F2においても、スロット2の端子cから電源Vが出力されるが、スロット1の端子b’、c’に導通がないため、スロット2の端子bとcは接続されない。そのため、プリント配線基板F2にも動作電源が供給されない。
プリント配線基板が間違ったセットで使用された場合には、電源ピンではないピンに電源電圧が印加されたり、各基板に供給される動作電源の電圧が基板の本来の設計定格値よりも高かった場合には、電源供給を受けたプリント配線基板が誤動作したり、損傷する可能性があり、大変危険である。プリント配線基板のセットが間違っている場合には物理的に電源が供給されないようなインタフェース仕様とすることにより、基板を誤動作や損傷から保護することができる。
図6は、実施例5の変形例を示した図である。実施例5では電源Vは各プリント配線基板上で独自に生成する構成であるが、図6に示すように、電源Vは、必ずしも各プリント配線基板上で生成したものである必要はなく、各プリント配線基板外部から供給される電源であってもよい。
図6において、プリント配線基板E1’およびプリント配線基板E2’では、バックプレーン24上で生成された電源Vを、a、b、c、a’、b’、c’以外の別の端子dから入力し、それを基板上で端子bに接続する。プリント配線基板F2’では、端子dから入力した電源Vを端子cに接続する。図6(a)はインタフェース仕様のセットが正しい場合、図6(b)は間違っている場合を示しており、それぞれの動作は実施例5と同様である。
プリント配線基板のセットをバックプレーンに挿入接続して使用する場合だけでなく、マザーボードに挿入接続して使用する構成とすることも可能である。
図1は本発明の誤動作防止構造の構成例を示す図。 図2は図1に示した構成例の変形例を示す図。 図3は本発明による誤動作防止構造を信号ラインに利用した場合の構成例を示す図。 図4は図3に示した構成例の変形例を示す図。 図5は本発明による誤動作防止構造を電源ラインに利用した場合の構成例を示す図。 図6は図5に示した構成例の変形例を示す図。 図7はキー付きコネクタによりプリント配線基板の誤挿入を防止する従来例を示す図。 図8は判定制御回路を用いてプリント配線基板の誤挿入を防止する従来例を示す図。
符号の説明
10〜13 抵抗
20〜24 バックプレーン
A1、A2 プリント配線基板(インタフェース仕様A)
B2 プリント配線基板(インタフェース仕様B)
C1、C2 プリント配線基板(インタフェース仕様C)
D2 プリント配線基板(インタフェース仕様D)
E1、E2 プリント配線基板(インタフェース仕様E)
F2 プリント配線基板(インタフェース仕様F)

Claims (10)

  1. 複数のプリント配線基板をセットとして使用するとともに、構成の異なるプリント配線基板のセットを複数セット有し、この複数セットのプリント配線基板を共通のバックプレーンに選択的に挿入接続して使用するようにした電子機器の誤動作防止方法において、
    各セットごとにコネクタのピン配置などのインタフェース仕様を変化させ、各セットが正しい組み合わせで挿入接続されたときにのみ、前記バックプレーンを介してプリント配線基板上の所望の端子間が接続されることを特徴とする誤動作防止方法。
  2. 前記プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子が未接続となるように前記インタフェースを構成することを特徴とする請求項1に記載の誤動作防止方法。
  3. 前記プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子が固定電位に接続されるように前記インタフェースを構成することを特徴とする請求項1に記載の誤動作防止方法。
  4. 前記プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子がGND電位に接続されるように前記インタフェースを構成することを特徴とする請求項1に記載の誤動作防止方法。
  5. 前記バックプレーンは、マザーボードであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の誤動作防止方法。
  6. 複数のプリント配線基板をセットとして使用するとともに、構成の異なるプリント配線基板のセットを複数セット有し、この複数セットのプリント配線基板を共通のバックプレーンに選択的に挿入接続して使用するようにした電子機器の誤動作防止構造において、
    各セットごとにコネクタのピン配置などのインタフェース仕様を変化させたことを特徴とする誤動作防止構造。
  7. 前記インタフェースは、プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子を未接続とすることを特徴とする請求項6に記載の誤動作防止構造。
  8. 前記インタフェースは、プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子を固定電位に接続することを特徴とする請求項6に記載の誤動作防止構造。
  9. 前記インタフェースは、プリント配線基板の各セットが誤った組み合わせで挿入接続されたときに、任意の端子をGND電位に接続することを特徴とする請求項6に記載の誤動作防止構造。
  10. 前記バックプレーンは、マザーボードであることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載の誤動作防止構造。
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