JP5044711B1

JP5044711B1 - 電子機器

Info

Publication number: JP5044711B1
Application number: JP2011138947A
Authority: JP
Inventors: 哲成市村; 隆行落合
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: US20120327546A1; JP2013008477A

Abstract

【課題】接続部材を逆挿しした場合、逆挿したことを容易に検出すること。
【解決手段】第１のプリント配線基板と、前記第１のプリント配線基板上の第１の端子と、第２のプリント配線基板と、前記第２のプリント配線基板上の第２の端子と、前記第１のプリント配線基板と前記第２のプリント配線基板との間で複数の信号を伝送するための接続部材であって、複数種類の線材を有する線材部と、前記第１の端子および前記第２の端子に接続可能な第１のコネクタと、前記第１の端子および前記第２の端子に接続可能な第２のコネクタとを有する接続部材とを具備し、前記第１のコネクタが前記第１の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第２の端子に接続された場合、前記複数の信号が正常に伝送され、前記第１のコネクタが前記第２の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第１の端子に接続された場合、前記複数の信号の内の少なくとも一つの信号が伝送されない。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、ワイヤーハーネスを有する電子機器に関する。

一般に、パーソナルコンピュータ、通信機器等の電子機器においては、ワイヤーハーネスは、電子部品相互接続のための機構として広く知られている。ワイヤーハーネスは、通常、２つの絶縁層間に挟持された複数の導体と一対のコネクタから構成されている。

部品共通化の為、一対のコネクタの両方で同じコネクタを使用することがある。複数種類の線材が使用されているワイヤーハーネスの場合、ワイヤーハーネスを逆挿しした場合、電気的には接続される為、ある程度動作してしまう場合があり、出荷検査をパスしてしまうケースがある。しかし、想定された線材で接続されていない為、出荷後に問題となるケースがある。

特開２００４−１３８４３７号公報

ワイヤーハーネスのような接続部材を逆挿しした場合、逆挿したことを容易に検出できるようにすることが望まれている。

本発明の目的は、接続部材を逆挿しした場合、逆挿したことを容易に検出することが可能な電子機器を提供することを目的とする。

実施形態によれば、電子機器は、第１のプリント配線基板と、前記第１のプリント配線基板上の第１の端子と、第２のプリント配線基板と、前記第２のプリント配線基板上の第２の端子と、接続部材とを具備する。接続部材は、前記第１のプリント配線基板と前記第２のプリント配線基板との間で複数の信号を伝送する。接続部材は、複数種類の線材を有する線材部と、前記第１の端子および前記第２の端子に接続可能な第１のコネクタと、前記第１の端子および前記第２の端子に接続可能な第２のコネクタとを有する接続部材とを具備する。前記第１のコネクタが前記第１の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第２の端子に接続された場合、前記複数の信号が正常に伝送され、前記第１のコネクタが前記第２の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第１の端子に接続された場合、前記複数の信号の内の少なくとも一つの信号が伝送されない。

実施形態の電子機器の構成の一例を示す斜視図である。実施形態の電子機器のコンピュータ本体内の構成の一例を示す図である。実施形態の電子機器のワイヤーハーネスの構成の一例を示す図である。実施形態の電子機器のコンピュータ本体内の構成の一例を示す図である。ワイヤーハーネスを逆挿しした場合の、実施形態の電子機器のコンピュータ本体内の構成の一例を示す図である。ワイヤーハーネスとメイン基板およびサブ基板それぞれの構成例を示す図。ワイヤーハーネスに対する信号の割り当ての一例を示す図。ワイヤーハーネスを逆挿しした場合の、ワイヤーハーネスとメイン基板およびサブ基板それぞれの構成例を示す図。ワイヤーハーネスを逆挿しした場合の接続状態の一例を示す図。ワイヤーハーネスに対する信号の割り当ての一例を示す図。ワイヤーハーネスを逆挿しした場合の接続状態の一例を示す図。ワイヤーハーネスに対する信号の割り当ての一例を示す図。ワイヤーハーネスを逆挿しした場合の接続状態の一例を示す図。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る電子機器の構成を説明する。本実施形態の電子機器は、例えば、情報処理装置として機能するノートブック型の携帯型パーソナルコンピュータ１０から実現されている。

図１はコンピュータ１０のディスプレイユニットを開いた状態における斜視図である。本コンピュータ１０は、コンピュータ本体１１と、ディスプレイユニット１２とから構成されている。ディスプレイユニット１２には、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display）１７から構成される表示装置が組み込まれている。

ディスプレイユニット１２は、コンピュータ本体１１に対し、コンピュータ本体１１の上面が露出される開放位置とコンピュータ本体１１の上面を覆う閉塞位置との間を回動自在に取り付けられている。コンピュータ本体１１は薄い箱形の筐体を有しており、その上面にはキーボード１３、本コンピュータ１０をパワーオン／パワーオフするための電源ボタン１４、タッチパッド１６、およびスピーカ１８Ａ，１８Ｂなどが配置されている。

次に、図２を参照して、コンピュータ本体１１の内部の構成を説明する。図２に示すように、コンピュータ本体１１の内部には、メイン基板（プリント配線基板）１０１、サブ基板（プリント配線基板）１０２、ワイヤーハーネス（接続部材）１０３、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１０４等が設けられている。メイン基板には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＣＨ（Memory controller hub）、メインメモリ、ＩＣＨ（I/O controller hub）、ＧＰＵ（Graphics processing unit）、サウンドコントローラ、ＢＩＯＳ−ＲＯＭ（Basic Input/Output System - Read only memory）、ＥＣ／ＫＢＣ（Embedded controller）等が実装されている。サブ基板には、ＵＳＢコネクタ１０５が設けられている。メイン基板１０１とサブ基板１０２とはワイヤーハーネス１０３によって電気的に接続され、ワイヤーハーネス１０３によってメイン基板１０１とサブ基板１０２との間で複数の信号を伝送される。

図３を参照してワイヤーハーネス１０３の構成を説明する。ワイヤーハーネス１０３は、線材部２００、第１のコネクタ２１１、第２のコネクタ２１２等によって構成されている。線材部２００は、ディスクリート線２０１、細線同軸２０２、細線同軸２０３、ディスクリート線２０５、ディスクリート線２０６、ディスクリート線２０７、ディスクリート線２０８、およびディスクリート線２０９等を備えている。線材部２００は、複数種類の線材を有する。第１のコネクタ２１１および第２のコネクタ２１２は、それぞれ９つの信号端子を有する。一対の信号端子を除いた８対の信号端子のそれぞれが、第１のコネクタ２１１、第２のコネクタ２１２等によって構成されている。線材部２００は、ディスクリート線２０１、細線同軸２０２、細線同軸２０３、ディスクリート線２０５、ディスクリート線２０６、ディスクリート線２０７、ディスクリート線２０８、およびディスクリート線２０９によって電気的に接続されている。ディスクリート線および細線同軸の本数は、信号端子の数より少ない。

第１のコネクタ２１１は、図４に示すメイン基板１０１に設けられた第１の端子３０１に接続される。第２のコネクタ２１２は、図４に示すサブ基板１０２に設けられた第２の端子３０２に接続される。なお、第１のコネクタ２１１は、第２の端子３０２に接続することも可能である。また、第２のコネクタ２１２は、第１の端子３０１に接続することも可能である。

コンピュータ１０の製造時に、図５に示すように、間違って第１のコネクタ２１１を第２の端子３０２に接続し、第２のコネクタ２１２を第１の端子３０１に接続してしまうことがある。この場合、電気的には接続される為、ある程度動作してしまう場合があり、出荷検査をパスしてしまうケースがある。しかし、想定された線材で接続されていない為、出荷後に問題となるケースがある。

本実施形態のコンピュータ１０は、ワイヤーハーネス１０３のピンアサインの工夫することにより、逆挿し時に特定機能を動かなくすることで、逆挿しを検出することが可能である。

図６を参照して、ワイヤーハーネス１０３に対する信号の割り当て（ピンアサイン）の例と基板１０１，１０２それぞれの構成例を説明する。

メイン基板１０１にＩＣＨ４０１、ＥＣ４０２、第１の端子３０１が設けられている。サブ基板１０２には、電流制限ＩＣ４１１、第２の端子３０２、およびＵＳＢコネクタ１０５等が設けられている。

第１の端子３０１には、信号端子Ｐ１〜Ｐ９が設けられている。第２の端子３０２には、信号端子Ｐ１１〜Ｐ１９が設けられている。

第１の端子３０１の信号端子Ｐ１、Ｐ５、Ｐ９は、グランド端子であり、それぞれ接地されている。２つの信号端子Ｐ２，Ｐ３には、一対のＵＳＢ差動信号（差動信号＋，差動信号−）が割り当てられている。一対のＵＳＢ差動信号は、ＩＣＨ４０１に設けられたＵＳＢと外部ＵＳＢデバイスとの間で双方向で伝送される差動信号である。第１の端子３０１の信号端子Ｐ４、Ｐ６には、過電流信号（Over Current-）（電源電位Ｖcc2）が割り当てられている。第１の端子３０１の信号端子Ｐ７には、電源電位Ｖcc1が割り当てられている。第１の端子３０１の信号端子Ｐ８には、ＥＣ４０２から出力される電源制御信号（Ｏｎ＃信号）が割り当てられている。

第２の端子３０２の信号端子Ｐ１１、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１９は、グランド端子であり、それぞれ接地されている。２つの信号端子Ｐ１７，Ｐ１８には、一対のＵＳＢ差動信号（差動信号＋，差動信号−）が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ１４には、過電流信号（Over Current-）（電源電位Ｖcc2）が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ１３には、電源電位Ｖcc1が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ２には、ＥＣ４０２から出力される電源制御信号（Ｏｎ＃信号）が割り当てられている。

ワイヤーハーネス１０３が正常に接続されている場合、電源電位Ｖcc1が電流制限ＩＣ４１１に入力され、電流制限ＩＣ４１１は出力電圧ＶoutをＵＳＢコネクタ１０５に出力する。ワイヤーハーネス１０３が正常に接続されている場合、過電流信号（Over Current-）がＥＣ４０２に入力される。

ＥＣ４０２は過電流信号ＯＣ＃に応じてサブ基板１０２に過電流状態が発生しているかを判定する。過電流状態が発生しているかを判定するために、ＥＣ４０２は過電流信号ＯＣ＃がＨｉｇｈレベルであるかを判定する。ＥＣ４０２は、Ｈｉｇｈレベルであると判定した（過電流状態ではない）場合に、ＬｏｗレベルのＯｎ＃信号を出力する。ＥＣ４０２は、Ｈｉｇｈレベルではない（Ｌｏｗレベルである）と判定した（過電流状態ではある）場合に、ＨｉｇｈレベルのＯｎ＃信号を出力する。

電流制限ＩＣ４１１は、Ｏｎ＃信号がＬｏｗレベルの場合に出力電圧ＶoutをＵＳＢコネクタ１０５に出力し、Ｏｎ＃信号がＨｉｇｈレベルの場合に出力電圧ＶoutをＵＳＢコネクタ１０５に出力しない。

ワイヤーハーネス１０３が逆に接続された状態を図８，９に示す。ワイヤーハーネス１０３が逆に接続された場合、第１の端子３０１の信号端子Ｐ６と第２の端子３０２の信号端子Ｐ１６とは電気的に接続されず、第１の端子３０１の信号端子Ｐ４と第２の端子３０２のグランドに接続された信号端子Ｐ１４とは電気的に接続される。その結果、ＥＣ４０２に入力されるＯＣ＃信号がＬｏｗレベルとなり、ＯＣ＃信号が閾値より低くなる為、ＥＣ４０２は過電流状態と認識する。

ＥＣ４０２は、ＨｉｇｈレベルのＯｎ＃信号を出力する。電流制限ＩＣ４１１は、Ｏｎ＃信号がＨｉｇｈレベルになったことに応じて、出力電圧ＶOUTの出力を止める。このため、ＵＳＢコネクタ１０５に電源が供給されなくなる。出荷検査時にＵＳＢコネクタ１０５にＵＳＢデバイスを挿入すると、ＵＳＢデバイスが動作しないため、ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されていることが容易に分かる。

なお、図１０に示すようなピンアサインであっても、ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されていることが容易に分かる。

第１の端子３０１の信号端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ９は、は、グランド端子であり、それぞれ接地されている。２つの信号端子Ｐ３，Ｐ４には、一対のＵＳＢ差動信号（差動信号＋，差動信号−）が割り当てられている。第１の端子３０１の信号端子Ｐ６には、過電流信号（Over Current-）が割り当てられている。第１の端子３０１の信号端子Ｐ７には、ＥＣ４０２から出力される電源制御信号（Ｏｎ＃信号）が割り当てられている。第１の端子３０１の信号端子Ｐ８には、電源（電力）が割り当てられている。

第２の端子３０２の信号端子Ｐ１１、Ｐ１５、Ｐ１８、Ｐ１９は、グランド端子であり、それぞれ接地されている。２つの信号端子Ｐ１６，Ｐ１７には、一対のＵＳＢ差動信号（差動信号＋，差動信号−）が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ１４には、過電流信号（Over Current-）が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ１３には、ＥＣ４０２から出力される電源制御信号（Ｏｎ＃信号）が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ１２には、電源（電力）が割り当てられている。

ワイヤーハーネス１０３が正常に接続されている場合には、信号端子Ｐ８と信号端子Ｐ１２とが電気的に接続される。ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されている場合、図１１に示すように、信号端子Ｐ８と信号端子Ｐ１２とが電気的に接続されなくなる。

逆挿しすると、サブ基板１０２に電源が供給されなくなるので、出荷検査時にＵＳＢコネクタ１０５にＵＳＢデバイスを挿入すると、ＵＳＢデバイスが動作しないため、ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されていることが容易に分かる。

なお、図１２に示すようなピンアサインであっても、ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されていることが容易に分かる。

第１の端子３０１の信号端子Ｐ１、Ｐ４、Ｐ８、Ｐ９は、は、グランド端子であり、それぞれ接地されている。２つの信号端子Ｐ２，Ｐ３には、一対のＵＳＢ差動信号（差動信号＋，差動信号−）が割り当てられている。第１の端子３０１の信号端子Ｐ５には、過電流信号（Over Current-）が割り当てられている。第１の端子３０１の信号端子Ｐ６には、電源（電力）が割り当てられている。第１の端子３０１の信号端子Ｐ７には、ＥＣ４０２から出力される電源制御信号（Ｏｎ＃信号）が割り当てられている。

第２の端子３０２の信号端子Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１６、Ｐ１９は、グランド端子であり、それぞれ接地されている。２つの信号端子Ｐ１７，Ｐ１８には、一対のＵＳＢ差動信号（差動信号＋，差動信号−）が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ１５には、過電流信号（Over Current-）が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ１３には、ＥＣ４０２から出力される電源制御信号（Ｏｎ＃信号）が割り当てられている。第２の端子３０２の信号端子Ｐ１４には、電源（電力）が割り当てられている。

ワイヤーハーネス１０３が正常に接続されている場合には、信号端子Ｐ２と信号端子Ｐ１８とが電気的に接続される。ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されている場合、図１３に示すように、信号端子Ｐ２と信号端子Ｐ１８とが電気的に接続されなくなる。ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されている場合、差動信号が伝送されなくなる。

逆挿しすると、差動信号が伝送されなくなるので、出荷検査時にＵＳＢコネクタ１０５にＵＳＢデバイスを挿入すると、ＵＳＢデバイスが動作しないため、ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されていることが容易に分かる。

なお、上述した例以外にも、逆挿しした場合に、音声信号を伝送するための信号端子をオープンにするようにピンアサインを設定しても良い。逆挿しした場合に音が鳴らなくなり、ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されていることが容易に分かる。

また、逆挿しした場合に、映像信号を伝送するための信号端子をオープンにするようにピンアサインを設定しても良い。逆挿しした場合に映像が映らなくなり、ワイヤーハーネス１０３が逆に接続されていることが容易に分かる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０１…メイン基板、１０２…サブ基板、１０３…ワイヤーハーネス、１０４…ハードディスクドライブ、１０５…ＵＳＢコネクタ、２００…線材部、２０１，２０５，２０６，２０７，２０８，２０９…ディスクリート線、２０２，２０３…細線同軸、２１１…第１のコネクタ、２１２…第２のコネクタ、３０１…第１の端子、３０２…第２の端子。

Claims

第１のプリント配線基板と、
前記第１のプリント配線基板上の第１の端子と、
第２のプリント配線基板と、
前記第２のプリント配線基板上の第２の端子と、
前記第１のプリント配線基板と前記第２のプリント配線基板との間で複数の信号を伝送するための接続部材であって、複数種類の線材を有する線材部と、前記第１の端子および前記第２の端子に接続可能な第１のコネクタと、前記第１の端子および前記第２の端子に接続可能な第２のコネクタとを有する接続部材と
を具備し、
前記第１のコネクタが前記第１の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第２の端子に接続された場合、前記複数の信号が正常に伝送され、
前記第１のコネクタが前記第２の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第１の端子に接続された場合、前記複数の信号の内の少なくとも一つの信号が伝送されない
電子機器。
前記第１のプリント配線基板は、前記第２のプリント配線基板に過電流状態が発生しているかを判定し、前記過電流状態が発生していないと判定した場合に電源を供給させるための第１の信号を送信し、前記過電流状態が発生していると判定した場合に電源の供給を停止させるための第２の信号を送信する制御部を具備し、
前記第２の配線基板は、前記制御部から送信された前記第１の信号および前記第２の信号に応じて前記電源の供給を制御する電流制限部を具備し、
前記第１のコネクタが前記第１の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第２の端子に接続された場合、前記複数の線材の一つは、前記第２のプリント配線基板から前記過電流状態を測定するための電源電位を伝送し、
前記第１のコネクタが前記第２の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第１の端子に接続された場合、前記複数の線材の一つは、前記第２のプリント配線基板のグランドと前記制御部とを電気的に接続する、
請求項１に記載の電子機器。
前記第１の端子は、設定された数の複数の第１の信号端子を有し、
前記第２の端子は、前記設定された数の複数の第２の信号端子を有し、
前記ワイヤーハーネスは、前記設定された数より少なくとも１本少ない線材を有する、
請求項１に記載の電子機器。
第１のプリント配線基板と、
前記第１のプリント配線基板上の第１の端子と、
第２のプリント配線基板と、
前記第２のプリント配線基板上の第２の端子と、
前記第１のプリント配線基板と前記第２のプリント配線基板との間で複数の信号を伝送し、前記第１のプリント配線基板から前記第２のプリント配線基板に電力を伝送するための接続部材であって、複数種類の線材を有する線材部と、前記第１の端子および前記第２の端子に接続可能な第１のコネクタと、前記第１の端子および前記第２の端子に接続可能な第２のコネクタとを有する接続部材と
を具備し、
前記第１のコネクタが前記第１の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第２の端子に接続された場合、前記第１のプリント配線基板から前記第２のプリント配線基板に前記電力が伝送され、
前記第１のコネクタが前記第２の端子に接続され、前記第２のコネクタが前記第１の端子に接続された場合、前記第１のプリント配線基板から前記第２のプリント配線基板に前記電力が伝送されない、
電子機器。
前記第１の端子は、設定された数の複数の第１の信号端子を有し、
前記第２の端子は、前記設定された数の複数の第２の信号端子を有し、
前記ワイヤーハーネスは、前記設定された数より少なくとも１本少ない線材を有する、
請求項４に記載の電子機器。