JP5681423B2 - 多心ケーブルをピングリッドアレイコネクタに接続する装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に多心ケーブルをピングリッドアレイコネクタに接続する装置に関する。

電子装置は、１つ以上のケーブル及びコネクタを使用して他の電子装置に接続されることが多い。多くの場合、コネクタ、ケーブル及び装置は、汎用型接続に合わせて規格化される。例えば、規格化ＶＧＡコネクタを有するコンピュータモニタは、両端に規格化嵌合ＶＧＡコネクタを有する規格化ケーブルにより、規格化ＶＧＡコネクタを有するパーソナルコンピュータに接続可能である。このような規格化が実行された場合、ほぼ同時期に製造された通常のすべての又はほぼすべての種類のパーソナルコンピュータ及びモニタは規格化ＶＧＡコネクタを含むので、パーソナルコンピュータ及びモニタがある特定の期間内に製造されている限り、ほぼすべてのモニタは、ほぼすべてのパーソナルコンピュータに接続可能である。

これに対し、種々のメーカーから市販されている専用電子装置（例えば、整相列超音波計装などの試験装置に使用される駆動用電子装置）は、対応する電子装置に接続するためにメーカーごとに異なる型のコネクタを有する場合が多い。例えば、１つのメーカーから市販されている試験装置は、異なるメーカーによりそれぞれ製造され且つ多心ケーブルに接続するためにそれぞれ異なる型のコネクタを有する試験装置から複数の異なる使用可能な駆動電子装置まで延出する多心ケーブル（例えば、１６本、３２本、６４本又は１２８本の導線を含む）を介して動作可能又は制御可能である。そのような専用装置（すなわち、駆動用電子装置）のコネクタについて許容される規格化がなされていない場合、駆動用電子装置の特定のコネクタに対応するために、駆動用電子装置を試験装置に結合する多心ケーブルを特注しなければならない。ケーブルは極細同軸ケーブルであってもよく且つ５０ｍ以上の長さを有してもよい。

例えば、特定の試験装置から延出する多心ケーブルは、各導線を１つ以上のケーブル終端プリント回路基板（ＰＣＢ）にはんだ付けすることにより通常終端される。各ＰＣＢは、駆動用電子装置と嵌合するケーブル終端コネクタを更に有する。各ケーブル終端ＰＣＢは、多心ケーブルの特定の１つの導線をケーブル終端コネクタの特定の１つの電気接点に接続する回路網を有してもよい。ケーブル終端コネクタが駆動用電子装置のコネクタと直接嵌合するように、ケーブル終端コネクタの型は選択されてもよい。しかし、ケーブル終端コネクタが種々の型の駆動用電子装置コネクタと直接嵌合することが要求される場合、駆動用電子装置に使用されるコネクタの種々の型に基づいて、多心ケーブルと駆動用電子装置コネクタとの間のインタフェースがカスタマイズされなければならない（例えば、駆動用電子装置のコネクタに応じて多心ケーブルを種々の型のケーブル終端コネクタによって終端させなければならない）ので、特定の試験装置から延出する規格化多心ケーブルを製造することは不可能になる。

駆動用電子装置に使用される異なる型のコネクタの中には、少なくとも２つの一般的な種類、すなわち、（i）ＰＣＢ表面実装コネクタと直接嵌合可能なコネクタ及び（ii）ＰＣＢ表面実装コネクタと直接嵌合することが不可能なピングリッドアレイを有するコネクタが含まれる。

ＰＣＢ表面実装コネクタと直接嵌合可能な駆動用電子装置コネクタに関しては、ＰＣＢの使用により１つの型のケーブル終端コネクタ（例えば、Ａ型コネクタ）とインタフェース可能であるいくつかの異なる型（例えば、Ｘ型、Ｙ型又はＺ型）がある。この場合、規格化多心ケーブルの使用が可能になる（すなわち、ケーブル終端コネクタの型（例えば、Ａ型））は、駆動用電子装置のＰＣＢ表面実装コネクタの特定の型（例えば、Ｘ型、Ｙ型又はＺ型）に基づいて選択されない。例えば、特定の試験装置から延出する多心ケーブルは、Ａ型ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタをそれぞれ有する１つ以上のケーブル終端ＰＣＢに各導線をはんだ付けすることにより終端されてもよい。各Ａ型ケーブル終端ＰＣＢは、多心ケーブルの特定の１つの導線をＡ型ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタの特定の１つの電気接点に接続する回路網を有してもよい。

次に、各Ａ型ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタは、コネクタインタフェースＰＣＢと呼ばれる別のＰＣＢに実装された相手方Ａ型コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタに接続されてもよい。Ａ型ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタに加えて、各コネクタインタフェースＰＣＢは、駆動用電子装置コネクタ（例えば、Ｘ型、Ｙ型又はＺ型）と直接嵌合する型のコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタを更に有してもよい。各コネクタインタフェースＰＣＢは、Ａ型コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタの特定の１つの電気接点をＸ型、Ｙ型又はＺ型のコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタの特定の１つの電気接点に接続する回路網を有してもよい。次に、Ｘ型、Ｙ型又はＺ型のコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタは、それと嵌合するＸ型、Ｙ型又はＺ型の駆動用電子装置コネクタに接続されてもよい。この構造を使用すれば、異なる型の駆動用電子装置ＰＣＢ表面実装コネクタに対して異なるコネクタインタフェースＰＣＢを使用することにより、複雑で多くの労力と時間を要し、コストも高い手作業による配線の量を大幅に増加する必要なく、異なる型（例えば、Ｘ型、Ｙ型又はＺ型）の駆動用電子装置ＰＣＢ表面実装コネクタのすべてに対してＡ型ケーブル終端コネクタを使用する同一の多心ケーブルを使用できる。

ＰＣＢ表面実装コネクタと直接には嵌合不可能であるピングリッドアレイ（ＰＧＡ）を有する駆動用電子装置コネクタに関しては、この種のコネクタは、ＰＣＢの使用によって１つの型のケーブル終端コネクタ（例えば、Ａ型）とインタフェースすることが現時点では不可能であるので、規格化多心ケーブルを使用できない。例えば、特定の試験装置から延出する多心ケーブルは、各導線を１つ以上のケーブル終端ＰＣＢにはんだ付けすることにより終端されてもよいのであるが、各ケーブル終端ＰＣＢのケーブル終端コネクタは、駆動用電子装置コネクタのＰＧＡの１列分のピンと直接嵌合するように選択されなければならない。各ケーブル終端ＰＣＢは、多心ケーブルの特定の１つの導線を駆動用電子装置のＰＧＡコネクタに直接実装されるケーブル終端コネクタの特定の１つの電気接点に接続する回路網を有してもよい。従って、ＰＧＡ駆動用電子装置コネクタの型ごとに、カスタマイズされた多心ケーブルが必要とされる。

米国特許第５，０３８，４６７号公報 米国特許第５，３１３，０２１号公報 米国特許第５，７０２，２５５号公報 米国特許第５，８５０，６９１号公報 米国特許第７，００５，７４２号公報 米国特許第７，４３８，５８１号公報

ＰＣＢ表面実装コネクタと直接嵌合可能なコネクタにケーブルが接続されているか又はＰＣＢ表面実装コネクタと直接には嵌合不可能であるＰＧＡコネクタにケーブルが接続されているかに関わらず、規格化多心ケーブルを使用可能である（すなわち、駆動用電子装置コネクタの特定の型に基づいてケーブル終端コネクタの型が選択されない）と好都合だろう。

第１の装置の多心ケーブルを第２の装置のピングリッドアレイコネクタに接続する装置が開示される。装置は、多心ケーブルの導線を終端させる第１のＰＣＢを具備する。ケーブルの導線は、第１のＰＣＢに実装された第１のＰＣＢ表面実装コネクタに接続される。第１のＰＣＢ表面実装コネクタは、第２のＰＣＢに実装された第２のＰＣＢ表面実装コネクタと嵌合する。第２のＰＣＢに、第２の装置のピングリッドアレイコネクタに嵌合するＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイが更に実装される。この装置を利用すると、第２の装置により使用されるコネクタの型に関わらず、同一の第１のＰＣＢ及び同一の第１のＰＣＢ表面実装コネクタを有する同一（すなわち、規格化）の多心ケーブルを使用可能である。

図１は、第１の電子装置から延出し且つ１つ以上のケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタが各々に実装されている１つ以上のケーブル終端ＰＣＢで終端される多心ケーブルの例示的な一実施形態を示した図である。 図２は第２の電子装置のＰＧＡコネクタの例示的な一実施形態を示した図である。 図３は、ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタと嵌合する１つ以上のコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ及び第２の電子装置のＰＧＡコネクタと嵌合する１つ以上のコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ（ＳＧＡ）を有するコネクタインタフェースＰＣＢの例示的な一実施形態を示した図である。 図４は、ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタを第２の電子装置のＰＧＡコネクタにインタフェースするコネクタインタフェースＰＣＢの例示的な一実施形態を示した図である。

図１は、第１の電子装置１００から延出し且つ１つ以上のケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２が各々に実装されている１つ以上のケーブル終端ＰＣＢ２６で終端される多心ケーブル２０の例示的な一実施形態を示した図である。ケーブル終端ＰＣＢ２６の数及びケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２の数は、多心ケーブル２０に必要とされる導線の数により判定されてもよい。ケーブル終端ＰＣＢから垂直に延出するケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２が占めるスペースを最小限にするために、各ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２は薄型であってもよい。第１の電子装置１００から延出する多心ケーブル２０の個々の導線２４は、各導線２４をケーブル終端ＰＢ２６の第１の面２５にはんだ付けすることにより終端される。ケーブル終端ＰＣＢ２６の第２の面２７には、ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２が実装される。各ケーブル終端ＰＣＢ２６は、多心ケーブル２０の特定の１本の導線２４がはんだ付けされる回路２８を有する。この導線２４は、ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２の特定の１つの電気接点２９に接続される。ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２は、雄型又は雌型のいずれであってもよい。

図２は、第２の電子装置２００のＰＧＡコネクタ１０の例示的な一実施形態を示した図である。ＰＧＡコネクタ１０は、ピン１２の形の複数の電気接点を含むピングリッド１１を有してもよい。それらのピン１２は、ＰＧＡコネクタ１０の第１の面１４から垂直に互いに平行な方向に延出する。種々のピングリッド１１を形成するために、ピンの数１２は任意でよく且つ種々の幾何学形状及び構成（例えば、ある特定の数の行及び列）でピン１２が配列されてもよい。例えば、２つの異なるＰＧＡコネクタに対応するピン１２が異なる数及び中心間距離（例えば、０．１００インチ（２．５４ｍｍ）又は．０５０インチ（１．２７ｍｍ）の間隔）で配列されてもよい。本発明を例示するために、本明細書においては図２ に示される特定のＰＧＡコネクタ１０を参照するが、図示されるＰＧＡコネクタ１０とは異なるＰＧＡコネクタ１０の種々の構成及び仕様に対応するために、ＰＧＡコネクタ１０は変形されてもよい。

図３は、ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２と嵌合するように第１の面３５に実装された１つ以上のコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ３２及び第２の電子装置２００のＰＧＡコネクタ１０と嵌合するように第２の面３７に実装された１つ以上のコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ３３を有するコネクタインタフェースＰＣＢ３６の例示的な一実施形態を示した図である。コネクタインタフェースＰＣＢ３６の数、ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ３２の数及びコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ３３の数は、多心ケーブル２０に必要とされる導線の数又はＰＧＡコネクタ１０のピン１２の数により判定されてもよい。コネクタインタフェースＰＣＢ３６から垂直に延出するコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ３２が占めるスペースを最小限にするために、各コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ３２は薄型であってもよい。各コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ３３は、内部電気接点を有するソケット３４の形の複数の電気接点を含むソケットグリッド３１を有してもよい。それらのソケット３４は、コネクタインタフェースＰＣＢ３６の第２の面３７から垂直に互いに平行な方向に延出する。第２の電子装置２００のＰＧＡコネクタ１０のピングリッド１１と嵌合するための種々のソケットグリッド３１を形成するために、ソケット３４の数は任意であってもよく且つ種々の幾何学形状及び構成でソケット３４が配列されてもよい。コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ３３の個々のソケット３４は、コネクタインタフェースＰＣＢ３６の第２の面３７にはんだ付けされてもよい。コネクタインタフェースＰＣＢ３６の第１の面３５には、コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ３２が実装される。更に、コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ３３と第２の面３７との間をより強力に支持又は接着するために、ソケット３４と第２の面３７との間、又は更に広い範囲でソケットグリッドアレイ３３と第２の面３７との間の接触部分にエポキシが塗布されてもよい。この強力な支持又は接着は、例えば、使用されるはんだを含めて接合構造の両側の材料の熱膨張係数の差に対応するために必要だろうと考えられる。一方の部分の熱膨張係数（ＣＴＥ）がはんだにより接合される部分のＣＴＥと異なる場合、加熱中、それら２つの部分は異なる速度で膨張するので、はんだ付けされた接合部に応力が加わる。Ａ状態エポキシ又はＢ状態エポキシなどのエポキシを塗布することにより、接合部が更に強力に支持されてもよい。振動、衝突及び他の物理的衝撃を含むが、それらに限定されない他の物理的応力要因に対して、この支持構成は更に各部分を保護する働きをしてもよい。

各ケーブル終端ＰＣＢ３６は、コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ３３の特定の１つのソケット３４がはんだ付けされる回路３８を有してもよい。そのソケット３４は、コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ３２の特定の１つの電気接点３９に接続される。ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２の特定の構成と嵌合するために、コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ３２は雄型又は雌型のいずれであってもよい。

図４は、コネクタインタフェースＰＣＢ３６上のコネクタ及び回路を介してケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２を第２の電子装置２００のＰＧＡコネクタ１０にインタフェースするコネクタインタフェースＰＣＢ３６の例示的な一実施形態を示した図である。図示されるように、第２の電子装置２００のＰＧＡコネクタ１０のピン１２は、コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ３３のソケット３４に差し込まれる。ソケット３４は、ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２の特定の１つの電気接点と嵌合するコネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ３２の特定の１つの電気接点に接続される。ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ３２の特定の電気接点は、第１の電子装置１００から延出する多心ケーブル２０の特定の１つの導線２４に接続される。以上説明した構体においてカスタマイズされなければならないのはコネクタインタフェースＰＣＢ３６のみであるので、第２の電子装置２００に使用されるコネクタの型に関わらず、同一のケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２を有する同一（すなわち、規格化）の多心ケーブル２０を使用可能であることがわかる。

種々のコネクタとＰＣＢとの接続を維持するために、図４に示されるように支持装置７０（例えば、クランプ又はブラケット）が使用されてもよい。支持装置７０は、各ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２の上の所定の位置に配置され且つ各ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２に当接するように筐体（図示せず）に固定されるか又は他の方法により堅固に保持されてもよい。支持装置７０は、金属、プラスチック又は任意の半剛性材料又は剛性材料から製造されてもよい。例えば、軽量であり且つ可鍛性を有することから、アルミニウムが使用されてもよい。支持装置７０と各ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ２２の上面との間にパッド７４が配置されてもよい。このパッド７４（例えば、スポンジ、ソフトフォーム又は他の緩衝材）は、硬質であるか又は研磨性を有する支持装置７０の底面と接触するか又は底面に圧接されることにより電気部品が損傷されるのを防止できる。

以上の説明は、最良の態様を含めて本発明を開示し且つ当業者が本発明を製造及び使用することを可能にするために実施例を使用する。本発明の特許性の範囲は特許請求の範囲により定義され、当業者には明白である他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の用語と相違しない構造要素を有する場合又は特許請求の範囲の用語と実質的に相違しない同等の構造要素を含む場合には特許請求の範囲の範囲内にあることが意図される。

１０ ＰＧＡコネクタ（第２の電子装置）
１１ ピングリッド（ＰＧＡコネクタ）
１２ ピン（ＰＧＡコネクタ）
１４ 第１の面（ＰＧＡコネクタ）
２０ 多心ケーブル
２２ ケーブル終端（第１の）ＰＣＢ表面実装コネクタ
２４ 導線（多心ケーブル）
２５ 第１の面（ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ）
２６ ケーブル終端（第１の）ＰＣＢ
２７ 第２の面（ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ）
２８ 回路（ケーブル終端ＰＣＢ）
２９ 電気接点（ケーブル終端ＰＣＢ表面実装コネクタ）
３１ ソケットグリッド（コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ）
３２ コネクタインタフェース（第２の）ＰＣＢ表面実装コネクタ
３３ コネクタインタフェース（第２の）ＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ
３４ ソケット（コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装ソケットグリッドアレイ）
３５ 第１の面（コネクタインタフェースＰＣＢ）
３６ コネクタインタフェース（第２の）ＰＣＢ
３７ 第２の面（コネクタインタフェースＰＣＢ）
３８ 回路（コネクタインタフェースＰＣＢ）
３９ 電気接点（コネクタインタフェースＰＣＢ表面実装コネクタ）
７０ 支持装置
７４ パッド
１００ 第１の電子装置
２００ 第２の電子装置

Claims (8)

1. 多芯ケーブル（２０）をピングリッドアレイコネクタ（１０）に接続する装置において、
   前記多芯ケーブル（２０）の複数の導線（２４）に接続された第１の複数の回路（２８）を具備する第１のプリント回路基板（２６）と、
   前記第１のプリント回路基板（２６）に実装され、前記第１の複数の回路（２８）に接続され且つ前記多芯ケーブル（２０）の前記複数の導線（２４）に前記第１の複数の回路（２８）を介して接続された第１の複数の電気接点（２９）を具備する第１のプリント回路基板表面実装コネクタ（２２）と、
   第２の複数の回路（３８）を具備する第２のプリント回路基板（３６）と、
   前記第２のプリント回路基板（３６）に実装され且つ前記第１のプリント回路基板表面実装コネクタ（２２）に嵌合し、前記第１の複数の電気接点（２９）に嵌合し且つ前記第２の複数の回路（３８）に接続された第２の複数の電気接点（３９）を具備する第２のプリント回路基板表面実装コネクタ（３２）と、
   前記ピングリッドアレイコネクタ（１０）に嵌合するように前記第２のプリント回路基板（３６）に実装され、前記第２の複数の回路（３８）に接続され且つ前記第２の複数の電気接点（３９）に前記第２の複数の回路（３８）を介して接続された複数のソケット（３４）を具備するプリント回路基板表面実装ソケットグリッドアレイ（３３）と、
   を具備する装置。
2. 前記第１の複数の回路（２８）は、前記多芯ケーブル（２０）の前記複数の導線（２４）を前記第１の複数の回路（２８）にはんだ付けすることにより前記複数の導線（２４）に接続される請求項１に記載の装置。
3. 前記第２の複数の回路（３８）は、前記複数のソケット（３４）を前記第２の複数の回路（３８）にはんだ付けすることにより前記複数のソケット（３４）に接続される請求項１に記載の装置。
4. 前記プリント回路基板表面実装ソケットグリッドアレイ（３３）と前記第２のプリント回路基板（３６）との間にエポキシを更に具備する請求項３に記載の装置。
5. 筐体と、
   前記筐体に固定され且つ前記第１のプリント回路基板表面実装コネクタ（２２）に隣接して位置決めされ且つ結合された支持装置（７０）と、
   を更に具備する請求項１に記載の装置。
6. 前記支持装置（７０）と前記第１のプリント回路基板表面実装コネクタ（２２）との間にパッド（７４）を更に具備する請求項５に記載の装置。
7. 前記支持装置（７０）はクランプ又はブラケットである請求項５に記載の装置。
8. 前記第１のプリント回路基板表面実装コネクタ（２２）及び前記第２のプリント回路基板表面実装コネクタ（３２）は、薄型コネクタである請求項１に記載の装置。
   

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