JP6581318B2 - 配線変換アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、制御機器であるプログラマブルコントローラ（以下ＰＬＣと称す）を旧機種から新機種に置き換える場合に、旧機種で使用していたコネクタや端子台等を含むそれらに配線された電線（以下配線群と称す）を新機種へ接続可能とするための配線変換アダプタに関する。

既設の制御機器が耐用年数に近づく、あるいは故障するなど、機器を置き換える状況が発生した場合に、既設の制御機器である旧機種から、旧機種とは異なる新機種に置き換える状況が考えられる。また、特に、制御機能を更新する必要がある場合などでは、既設の制御機器である旧機種から、より新しい機能を備えた新機種に置き換える状況が考えられる。

このような置き換えを実施する際には、旧機種で使用していた既設配線を、新機種に流用できれば、配線時間の短縮および配線ミスの低減を実現できる。

電気的な接続パターンを容易に変更する従来技術として、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｓｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）中継器がある（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１によれば、ＦＰＣ中継器の両端に、それぞれのＦＰＣが挿入できるガイド部を設け、かつ、このガイド部がシフト可能な構成を有している。

このような構成を備えることで、ガイド部を適宜シフトさせることで、２つのＦＰＣ間の電気的な接続パターンを容易に変更可能としている。

特開２００４−３６３００１号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
例えば、機種変更の対象となる制御機器がＰＬＣであった場合を考える。この場合、既設のＰＬＣの各モジュールに接続されている配線群を、そのまま流用することが望まれる。従って、このような配線群の流用を行う場合には、特許文献１のようなＦＰＣ変換器を用いることはできない。

そこで、配線群を流用して、配線切替を行うためには、既存の配線群が接続できるコネクタが実装された第１プリント配線板と、新機種に接続可能なコネクタが実装された第２プリント配線板とを、プリント配線板間コネクタにより接続した配線変換アダプタを適用することが考えられる。

このような配線変換アダプタを用いる場合には、第１プリント配線板および第２プリント配線板の配線パターンを工夫することで、既存の配線群の配線を、新機種のコネクタに適合するように配線切り替えすることが可能となる。

しかしながら、例えば、ＰＬＣを旧機種から新機種に置き換えする場合には、ＰＬＣを使用した制御システムに複数の異なるモジュールが組み込まれていることが一般的である。そして、それぞれのモジュールごとに、配線切替のパターンが異なることが考えられる。そこで、このような異なるパターンに対応するために、従来は、以下のような２つの手法が用いられていた。

（手法１）それぞれのモジュールに応じて、第１プリント配線板および第２プリント配線板を個別に設計、製造し、モジュールごとに配線変換アダプタを制作する。
（手法２）複数のモジュールに適合できるように配線パターンを共有化した第１プリント配線板、第２プリント配線板を１種類ずつ製造し、プリント配線板上の部品の実装／未実装を選択することにより、それぞれのモジュールに応じた配線切り替えを可能とする。

しかしながら、手法１を採用する場合には、それぞれのモジュールに対応した個別の配線変換アダプタを製造し、ストックしておく必要があり、開発費、部品コストの増加が問題となる。

また、手法２を採用するためには、複数のモジュールで共用化を図るために、回路切替用の部品をプリント配線板に実装する必要がある。従って、部品点数の増加に伴って、部品コストの増加が問題となる。また、部品実装用のスペースを確保する必要があるためプリント配線板の大型化が問題となる。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、限られたパターン配線領域の中で、プリント配線板サイズおよび部品点数の増加を抑制した上で、複数の切り替えパターンに対応可能な配線変換アダプタを得ることを目的とする。

本発明に係る配線変換アダプタは、第１プリント配線板、第２プリント配線板、および第１プリント配線板と第２プリント配線板とを電気的に接続するプリント配線板間コネクタとを備えて構成され、旧機器から新機器に置き換えた際に、旧機器で用いられていた配線群を流用可能とする配線変換アダプタであって、第１プリント配線板は、旧機器の配線群が接続可能な第１コネクタと、プリント配線板間コネクタの第１プリント配線板に挿入されるべきピンが挿入される第１のスルーホール群とを有して構成され、第２プリント配線板は、新機器のコネクタと接続可能な第２コネクタと、プリント配線板間コネクタの第２プリント配線板に挿入されるべきピンが挿入される第２のスルーホール群とを有して構成され、第１のスルーホール群は、プリント配線板間コネクタが有するピンの数よりも多くの数からなるスルーホールで形成されており、プリント配線板間コネクタを複数の異なる位置で実装可能であり、かつ、異なる位置でプリント配線板間コネクタを実装した際に、いずれの位置に実装された場合にも共通で使用される第１の共通スルーホール群を有し、第２のスルーホール群は、プリント配線板間コネクタが有するピンの数よりも多くの数からなるスルーホールで形成されており、プリント配線板間コネクタを複数の異なる位置で実装可能であり、かつ、異なる位置でプリント配線板間コネクタを実装した際に、いずれの位置に実装された場合にも共通で使用される第２の共通スルーホール群を有し、第１プリント配線板と第２プリント配線板とをプリント配線板間コネクタで接続する際に、第１のスルーホール群および第２のスルーホール群のそれぞれに対するプリント配線板間コネクタのピンの実装位置を変えることで、第１コネクタと第２コネクタとの配線接続パターンを切り替え可能な構造を有するものである。

本発明によれば、第１プリント配線板と第２プリント配線板において、複数の配線パターンに共通する配線部分と個別配線部分に分けてパターン設計を行い、両プリント配線板の共通配線部分同士が常に接続され、所望の配線接続パターンに応じて両プリント配線板の個別配線部分同士が接続されるように、プリント配線板間コネクタの装着位置を可変できる構成を備えている。この結果、限られたパターン配線領域の中で、プリント配線板サイズおよび部品点数の増加を抑制した上で、複数の切り替えパターンに対応可能な配線変換アダプタを得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る配線変換アダプタを構成する各部品構成を示した説明図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタにおいて、プリント配線板間コネクタの実装位置に応じて２つの配線切り替えパターンを実現する説明図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第１実施例を示した図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第２実施例を示した図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第３実施例を示した図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第４実施例を示した図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第５実施例を示した図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第５実施例を実現するための、第１プリント配線板の実際のスルーホール配置を示した図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第６実施例を示した図である。 本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第７実施例を示した図である。 本発明の実施の形態２における配線変換アダプタにおいて、プリント配線板間コネクタの実装位置に応じて２つの配線切り替えパターンを実現する説明図である。 本発明の実施の形態２における配線変換アダプタにおいて、先の図１１とは異なる構成によりプリント配線板間コネクタの実装位置に応じて２つの配線切り替えパターンを実現する説明図である。

以下、本発明の配線変換アダプタの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る配線変換アダプタを構成する各部品構成を示した説明図である。本実施の形態１における配線変換アダプタは、第１プリント配線板１０、第２プリント配線板２０、およびプリント配線板間コネクタ３０を備えて構成されている。プリント配線板間コネクタ３０を間に挟んで第１プリント配線板１０と第２プリント配線板２０とを接続することで、配線変換アダプタが形成される。

第１プリント配線板１０は、旧機種で用いられている既存の配線群が接続できる第１コネクタ１１と、プリント配線板間コネクタ３０の複数のピンと接続されるためのスルーホール群１２ａが設けられた第１のスルーホール領域１２とを含んで構成されている。

一方、第２プリント配線板２０は、新機種のモジュールに接続可能な第２コネクタ２１と、プリント配線板間コネクタ３０の複数のピンと接続されるためのスルーホール群２２ａが設けられた第２のスルーホール領域２２とを含んで構成されている。スルーホール群１２、またはスルーホール群２２は、表面実装タイプのプリント配線板間コネクタを使用するためのパッドで代用しても良い。

プリント配線板間コネクタ３０は、第１のスルーホール領域１２に設けられたスルーホール群１２ａと、第２のスルーホール領域２２に設けられたスルーホール群２２ａとを接続するための複数のピンを有しており、これら複数のピンが、表面および裏面の両側に突出している。

そして、表面の複数のピンをスルーホール群１２ａに挿入し、裏面の複数のピンをスルーホール群２２ａに挿入し、それぞれ半田付けすることで、第１プリント配線板１０、第２プリント配線板２０、プリント配線板間コネクタ３０で構成された配線変換アダプタが完成する。

図示は省略しているが、第１コネクタ１１とスルーホール群１２ａとを接続する第１プリント配線板１０上の配線パターンと、第２コネクタ２１とスルーホール群２２ａとを接続する第２プリント配線板２０上の配線パターンを工夫することで、第１コネクタ１１と第２コネクタ２１との間で所望の配線切り替えが実現できる。

ここで、本願発明では、プリント配線板間コネクタ３０に設けられた複数のピンの数よりも、スルーホール群１２ａおよびスルーホール群２２ａに設けられたスルーホールの数が多く設けられており、プリント配線板間コネクタ３０の実装位置に応じて、第１コネクタ１１と第２コネクタ２１との間の配線切り替えパターンを変更できる点を特徴としている。そこで、この特徴について、次に、詳細に説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタにおいて、プリント配線板間コネクタ３０の実装位置に応じて２つの配線切り替えパターンを実現する説明図である。より具体的には、図２（ａ）は、第１の配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０の実装位置を例示しており、図２（ｂ）は、第２の配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０の実装位置を例示している。なお、プリント配線板間コネクタ３０は、第１の配線パターンを接続する実装位置、および第２の配線パターンを接続する実装位置、いずれの場合においても、同一部品にて実現している。

なお、図２においては、図示および説明を簡略化するために、スルーホール群１２ａを構成する各スルーホール、およびスルーホール群２２ａを構成する各スルーホールが、縦一列として、かつ１２個として構成されている場合を例示している。

第１プリント配線板１０上に設けられたスルーホール群１２ａは、スルーホール１２ａ１、スルーホール１２ａ２、スルーホール１２ａ３の３種のスルーホールで構成されている。ここで、図２中でスルーホール群１２ａの中央部分に設けられたスルーホール１２ａ２は、第１の配線パターンと第２の配線パターンとで共通の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

これに対して、図２中でスルーホール群１２ａの上端部に設けられたスルーホール１２ａ１は、第１の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。また、図２中でスルーホール群１２ａの下端部に設けられたスルーホール１２ａ３は、第２の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

同様に、第２プリント配線板２０上に設けられたスルーホール群２２ａは、スルーホール２２ａ１、スルーホール２２ａ２、スルーホール２２ａ３の３種のスルーホールで構成されている。ここで、図２中でスルーホール群２２ａの中央部分に設けられたスルーホール２２ａ２は、第１の配線パターンと第２の配線パターンとで共通の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

これに対して、図２中でスルーホール群２２ａの上端部に設けられたスルーホール２２ａ１は、第１の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。また、図２中でスルーホール群２２ａの下端部に設けられたスルーホール２２ａ３は、第２の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

図２（ａ）では、共通部分であるスルーホール１２ａ２とスルーホール２２ａ２が接続され、第１の配線パターンに固有であるスルーホール１２ａ１とスルーホール２２ａ１が接続され、その一方で、第２の配線パターンに固有であるスルーホール１２ａ３とスルーホール２２ａ３が接続されない位置に、プリント配線板間コネクタ３０が接続されている。この結果、図２（ａ）の接続構成により、第１の配線パターンに従った配線切り替えが実現できる。

これに対して、図２（ｂ）では、共通部分であるスルーホール１２ａ２とスルーホール２２ａ２が接続され、第２の配線パターンに固有であるスルーホール１２ａ３とスルーホール２２ａ３が接続され、その一方で、第１の配線パターンに固有であるスルーホール１２ａ１とスルーホール２２ａ１が接続されない位置に、プリント配線板間コネクタ３０が接続されている。この結果、図２（ｂ）の接続構成により、第２の配線パターンに従った配線切り替えが実現できる。

換言すると、第１プリント配線板および第２プリント配線板をそれぞれ１種類として共用化した上で、プリント配線板間コネクタ３０の接続位置を変更することで、プリント配線板上にロータリースイッチあるいはジャンパピン等の回路切替用の部品を設けることなく、第１の配線パターンと第２の配線パターンを容易に切り替えることができる。

なお、本発明は、プリント配線板間コネクタの実装位置を変えることで、複数の配線パターンに対応するために、以下のような工夫をしている。まず始めに、複数の配線パターンで、共通な部分を抽出する。そして、抽出した共通部分が、第１のスルーホール領域１２および第２のスルーホール領域２２の中央部に配置されるように、第１プリント配線板１０および第２プリント配線板２０の配線パターンを設計する。

次に、それぞれの配線パターンで固有の部分を抽出する。そして、抽出した固有部分が、第１のスルーホール領域１２および第２のスルーホール領域２２の端部にまとまって配置されるように、第１プリント配線板１０および第２プリント配線板２０の配線パターンを設計する。

そして、第１プリント配線板１０上、および第２プリント配線板２０上では、それぞれの配線パターンに対応するプリント配線板間コネクタ３０の接続位置を明示するように、シルク印刷を施している。接続位置を明示する方法は、シルク印刷に限らない。たとえば、ソルダレジストによる表示、プリンタ印刷による表示、銅箔による表示でも良い。

以上のような工夫を施すことにより製造される本発明に係る配線変換アダプタについて、より具体的な実施例について、図面を用いて説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第１実施例を示した図である。具体的には、この図３は、プリント配線板間コネクタ３０の実装位置の変更に対応するための、第１プリント配線板のピン配置およびシルク印刷に関する説明図に相当する。

先の図２とは異なり、図３では、プリント配線板間コネクタ３０に設けられた複数のピンが、２×６の列状に配列されている場合を例示している。また、図３では、第１プリント配線板１０を例にスルーホール群１２ａを示しており、第２プリント配線板２０についても、同様の構成を採用することができるが、第２プリント配線板２０に関しては、図示を省略する。

図３において、第１プリント配線板１０上に設けられたスルーホール群１２ａは、スルーホール１２ａ１、スルーホール１２ａ２、スルーホール１２ａ３の３種のスルーホールで構成されている。ここで、図３中でスルーホール群１２ａの中央部分に設けられたスルーホール１２ａ２は、第１の配線パターンと第２の配線パターンとで共通の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

これに対して、図３中でスルーホール群１２ａの左端部に設けられたスルーホール１２ａ１は、第１の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。また、図３中でスルーホール群１２ａの右端部に設けられたスルーホール１２ａ３は、第２の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

さらに、第１プリント配線板１０上には、第１の配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０の実装位置を明示する第１の配線パターン用の外形シルク印刷部１０１と、第２の配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０の実装位置を明示する第２の配線パターン用の外形シルク印刷部１０２とが設けられている。

このように、モジュールごとに配線切替が必要な固有部分であるスルーホール１２ａ１およびスルーホール１２ａ３を、スルーホール群１２ａの端部にまとめて配置することで、プリント配線板間コネクタ３０の実装位置を変更するだけで、プリント配線板上の配線を変更することなく、配線パターンの切替が可能となる。

これにより、第１プリント配線板１０および第２プリント配線板２０からなる１対のプリント配線板を共用化した上で、プリント配線板間コネクタ３０の実装位置を変更するだけで、複数の配線パターンに切り替えることが可能となる。さらに、本発明の配線変換アダプタを製造する際には、シルク印刷に基づいて、必要な配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０の実装位置を容易に特定することができ、間違った位置にプリント配線板間コネクタ３０を実装してしまう誤挿入を未然に防ぐことができる。

図４は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第２実施例を示した図である。具体的には、この図４は、プリント配線板間コネクタ３０の実装位置の変更に対応するための、第１プリント配線板のピン配置およびシルク印刷に関する説明図に相当する。

図４における第１プリント配線板１０上のスルーホール群１２ａのレイアウトは、先の図３における第１実施例と同一である。ただし、図４に示す第２実施例では、プリント配線板間コネクタ３０を実装した後に、どの配線パターンに対応するものかを容易に識別できる方法を備えている。

図４（ｂ）に示すように，第２実施例におけるプリント配線板間コネクタ３０は、ピンが設けられていない一端部が延長された延長形状部３１を有している。なお、この第２実施例では、２×２のピン領域分だけ延長するように、延長形状部３１が設けられており、この領域のサイズは、第１の配線パターンと第２の配線パターンを切り替えるためにプリント配線板間コネクタ３０をシフトさせる量に相当している。

図３に示した第１実施例と比較すると、図４（ａ）に示した第２実施例では、第１プリント配線板１０の第１のスルーホール領域１２の右端部には、第１の配線パターンを特定するためのシルク印刷部１１１がさらに設けられ、左端部には、第２の配線パターンを特定するためのシルク印刷部１１２がさらに設けられている。

そして、図４（ｃ）に示したように、第１の配線パターンを実現する位置にプリント配線板間コネクタ３０を実装することで、シルク印刷部１１２が覆われ、シルク印刷部１１１のみが識別できるようになる。逆に、図４（ｄ）に示したように、第２の配線パターンを実現する位置にプリント配線板間コネクタ３０を実装することで、シルク印刷部１１１が覆われ、シルク印刷部１１２のみが識別できるようになる。

なお、図４（ｄ）においては、延長形状部３１が右側にくるようにする必要がある。従って、第１の配線パターンを実現する図４（ｃ）と、第２の配線パターンを実現する図４（ｄ）では、プリント配線板間コネクタ３０を１８０度回転させて実装することとなる。

この結果、第２実施例によれば、プリント配線板間コネクタ３０の実装位置を特定する際に、プリント配線板間コネクタ３０を実装する際の概略位置を表示する外形シルク印刷部１０１、１０２に加え、配線パターンを識別するための情報を表示するシルク印刷部１１１、１１２を参照することができ、誤挿入を防止することができる。

なお、図４における延長形状部３１の位置、大きさ、およびシルク印刷部１１１、１１２の位置は、あくまでも一例であり、適宜、位置、大きさを設計変更することも可能である。

図５は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第３実施例を示した図である。具体的には、この図５は、誤挿入を防止する目的で、第１プリント配線板１０側には、スルーホールを形成しない部分を設け、プリント配線板間コネクタ３０ａ側には、ピンを立てない部分を設けた場合の説明図に相当する。

図５（ａ）に示すように、第１プリント配線板１０側は、スルーホール１２ａ２とスルーホール１２ａ１の間、およびスルーホール１２ａ２とスルーホール１２ａ３との間に、それぞれ、スルーホールを設けない歯抜け領域１２ｂが設けられている。

さらに、第１プリント配線板１０上には、第１の配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０ａの実装位置を明示する第１の配線パターン用の外形シルク印刷部１０３と、第２の配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０ａの実装位置を明示する第２の配線パターン用の外形シルク印刷部１０４とが設けられている。

一方、図５（ｂ）に示すように、プリント配線板間コネクタ３０ａ側には、スルーホールを設けない歯抜け領域１２ｂに対応する位置に、ピンを立てない歯抜け領域３２が設けられている。

このように、スルーホールを設けない歯抜け領域１２ｂ、およびピンを立てない歯抜け領域３２を設けることで、プリント配線板間コネクタ３０ａは、外形シルク印刷部１０３、または外形シルク印刷部１０４に合う位置にしか挿入することしかできない。

先の図３における第１実施例、あるいは図４における第２実施例では、外形シルク印刷部の位置に合わせない場合でも、プリント配線板間コネクタ３０を挿入することが可能であった。これに対して、図５における第３実施例によれば、外形シルク印刷部の位置に合わせない限り、プリント配線板間コネクタ３０ａが挿入不可となり、誤挿入防止を強化することができる。

以上の第１実施例〜第３実施例では、プリント配線板間コネクタ３０、３０ａの誤挿入防止を中心に説明した。次に、以下の第４実施例〜第７実施例では、複数の配線パターンの切り替えを実現するための、スルーホールおよびピンの配置方法のバリエーションについて説明する。

図６は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第４実施例を示した図である。具体的には、この図６は、先の図３〜図５で説明した第１実施例〜第３実施例のスルーホールおよびピンの配置方法に相当している。

この第４実施例によれば、１種類のプリント配線板間コネクタ３０を、列状に配置されたスルーホール群に実装する際に、横方向にシフトさせることで、２種類の配線パターンの切り替えを実現できる。

図７は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第５実施例を示した図である。具体的には、この図７は、先の図３で説明した第１実施例のスルーホールおよびピンの配置方法と、先の図５で説明した第３実施例のスルーホールおよびピンの配置方法とを組み合わせたものに相当している。

また、図８は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第５実施例を実現するための、第１プリント配線板１０の実際のスルーホール配置を示した図である。なお、図８では、スルーホール群１２ａの中央部分に設けられた共通部分のスルーホール１２ａ２は、２×１６個で構成され、それぞれの配線パターンで固有のスルーホール１２ａ１、１２ａ２、１２ａ４は、２×１６個で構成されている。

この第５実施例によれば、第１プリント配線板１０および第２プリント配線板２０からなる１対のプリント配線板を共用化した上で、プリント配線板間コネクタ３０を一方向にシフトさせる、あるいはプリント配線板間コネクタ３０ａを用いることで、外形シルク印刷部１０１、１０２、１０４に対応した３種類の配線パターンの切り替えを実現できる。

図９は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第６実施例を示した図である。具体的には、この図９は、先の図３で説明した第１実施例のスルーホールおよびピンの配置方法を、縦方向および横方向の２方向にシフトさせる場合に相当している。すなわち、横方向にシフトさせるだけでなく、一列分、縦にシフトした状態でも、さらに横方向にシフトさせることで、合計４つの配線パターンの切り替えを行うことができる。

この第６実施例によれば、１種類のプリント配線板間コネクタ３０を上下方向あるいは左右方向にシフトさせることで、外形シルク印刷部１０１、１０２、１０５、１０６に応じて、４種類の配線パターンの切り替えを実現できる。

図１０は、本発明の実施の形態１における配線変換アダプタの第７実施例を示した図である。具体的には、この図１０は、先の図３で説明した第１実施例のスルーホールおよびピンの配置方法を応用して、プリント配線板間コネクタ３０を９０度回転させることで、２方向の配線パターンに対応する場合に相当している。

この第７実施例によれば、１種類のプリント配線板間コネクタ３０を水平方向で用いる場合と、９０度回転させて縦方向で用いる場合を切り替えることで、外形シルク印刷部１０７、１０８に応じて、２種類の配線パターンの切り替えを実現できる。

上述した第６実施例、第７実施例は、特に、共通部分の配線が少ない場合には、配線パターンに固有のスルーホールを多く設けることができ、設計自由度を持たせることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、第１プリント配線板と第２プリント配線板において、複数の配線パターンに共通する配線部分と個別配線部分に分けてパターン設計を行い、両プリント配線板の共通配線部分同士が常に接続され、切り替えパターンに応じて両プリント配線板の個別配線部分同士が接続されるように、プリント配線板間コネクタの装着位置を可変できる構成を備えている。

このような構成を備えることで、プリント配線板上の配線を切り替えることなく、複数の配線パターンの切り替えを行うための１対のプリント配線板を共用化することが可能となる。この結果、限られたパターン配線領域の中で、プリント配線板サイズおよび部品点数の増加を抑制した上で、複数の切り替えパターンに対応可能な配線変換アダプタを得ることができる。

実施の形態２．
先の実施の形態１では、１対のプリント配線板の両方に、プリント配線板間コネクタが有するピンの数よりも多くの数からなるスルーホールを設け、１対のプリント配線板を共用化する場合を例示した。しかしながら、本発明は、このような構成に限定されるものではない。

１対のプリント配線板の一方のプリント配線板のみに、プリント配線板間コネクタが有するピンの数よりも多くの数からなるスルーホールを設けて共用化し、１対のプリント配線板の他方のプリント配線板には、プリント配線板間コネクタが有するピンの数と同数のスルーホールを、異なる配置（シフトした位置）に設けて、所望の配線接続パターンに応じて個別化する構成を採用しても良い。

図１１は、本発明の実施の形態２における配線変換アダプタにおいて、プリント配線板間コネクタ３０の実装位置に応じて２つの配線切り替えパターンを実現する説明図である。より具体的には、図１１（ａ）は、第１の配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０の実装位置を例示しており、図１１（ｂ）は、第２の配線パターンを実現するためのプリント配線板間コネクタ３０の実装位置を例示している。なお、プリント配線板間コネクタ３０は、第１の配線パターンを接続する実装位置、および第２の配線パターンを接続する実装位置、いずれの場合においても、同一部品にて実現している。

また、図１１においては、図示および説明を簡略化するために、スルーホール群１２ａを構成する各スルーホールが、縦一列として、かつ１２個として構成され、スルーホール群２２ａを構成する各スルーホールが、縦一列として、かつ１０個として構成されている場合を例示している。

第１プリント配線板１０上に設けられたスルーホール群１２ａは、スルーホール１２ａ１、スルーホール１２ａ２、スルーホール１２ａ３の３種のスルーホールで構成されている。ここで、図１１（ａ）および図１１（ｂ）中でスルーホール群１２ａの中央部分に設けられたスルーホール１２ａ２は、第１の配線パターンと第２の配線パターンとで共通の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

これに対して、図１１（ａ）および図１１（ｂ）中でスルーホール群１２ａの上端部に設けられたスルーホール１２ａ１は、第１の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。また、図１１（ａ）および図１１（ｂ）中でスルーホール群１２ａの下端部に設けられたスルーホール１２ａ３は、第２の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

一方、図１１（ａ）に示した第２プリント配線板２０（１）上に設けられたスルーホール群２２ａは、スルーホール２２ａ１、スルーホール２２ａ２の２種のスルーホールで構成されている。また、図１１（ｂ）に示した第２プリント配線板２０（２）上に設けられたスルーホール群２２ａは、スルーホール２２ａ２、スルーホール２２ａ３の２種のスルーホールで構成されている。

ここで、図１１（ａ）および図１１（ｂ）で共通して設けられたスルーホール２２ａ２は、第１の配線パターンと第２の配線パターンとで共通の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。

これに対して、図１１（ａ）中でスルーホール群２２ａの上端部に設けられたスルーホール２２ａ１は、第１の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。また、図１１（ａ）中でスルーホール群２２ａの下端部には、スルーホールを無くし配線パターンを設計することのできる領域に相当する配線可能領域２３（１）が設けられている。すなわち、第１の配線パターンを実現するための第２プリント配線板２０（１）は、スルーホール２２ａ３の代わりに配線可能領域２３（１）を有する構成となっている。

一方、図１１（ｂ）中でスルーホール群２２ａの下端部に設けられたスルーホール２２ａ３は、第２の配線パターンに固有の配線パターンが接続されたスルーホールに相当する。また、図１１（ｂ）中でスルーホール群２２ａの上端部には、スルーホールを無くし配線パターンを設計することのできる領域に相当する配線可能領域２３（２）が設けられている。すなわち、第２の配線パターンを実現するための第２プリント配線板２０（２）は、スルーホール２２ａ１の代わりに配線可能領域２３（２）を有する構成となっている。

図１１（ａ）では、共通部分であるスルーホール１２ａ２とスルーホール２２ａ２が接続され、第１の配線パターンに固有であるスルーホール１２ａ１とスルーホール２２ａ１が接続され、その一方で、第２の配線パターンに固有であるスルーホール１２ａ３には接続されない位置に、プリント配線板間コネクタ３０が接続されている。この結果、図１１（ａ）の接続構成により、第１の配線パターンに従った配線切り替えが実現できる。

これに対して、図１１（ｂ）では、共通部分であるスルーホール１２ａ２とスルーホール２２ａ２が接続され、第２の配線パターンに固有であるスルーホール１２ａ３とスルーホール２２ａ３が接続され、その一方で、第１の配線パターンに固有であるスルーホール１２ａ１には接続されない位置に、プリント配線板間コネクタ３０が接続されている。この結果、図１１（ｂ）の接続構成により、第２の配線パターンに従った配線切り替えが実現できる。

換言すると、図１１では、第１プリント配線板は、１種類として共用化し、第２プリント配線板は、配線可能領域を有する別個のプリント配線板とする構成を採用している。この結果、プリント配線板間コネクタ３０の接続位置を変更することで、プリント配線板上にロータリースイッチあるいはジャンパピン等の回路切替用の部品を設けることなく、第１の配線パターンと第２の配線パターンを容易に切り替えることができ、先の実施の形態１と同様の効果を実現できる。

さらに、第２プリント配線板を共用化しない代わりに、配線可能領域が設けられており、それぞれの配線パターンに応じた第２プリント配線板を製造するための設計自由度を向上させることができる。

次に、図１１に示した第２プリント配線板２０（１）、２０（２）とは異なる構成を用いて、配線パターンの切り替えを行う場合について説明する。図１２は、本発明の実施の形態２における配線変換アダプタにおいて、先の図１１とは異なる構成によりプリント配線板間コネクタ３０の実装位置に応じて２つの配線切り替えパターンを実現する説明図である。

図１２の構成は、先の図１１の構成と比較すると、以下の２点異なっている。
・第１の配線パターンを形成するために用いられる第２プリント配線板２０（３）は、第２プリント配線板２０（１）と比較して、配線可能領域２３（１）を有しておらず、その分、縦方向のサイズが小さくなるように形成されている。
・第２の配線パターンを形成するために用いられる第２プリント配線板２０（４）は、第２プリント配線板２０（２）と比較して、配線可能領域２３（２）を有しておらず、その分、縦方向のサイズが小さくなるように形成されている。

このような図１２の構成によれば、配線可能領域はないものの、プリント配線板のサイズをより小型化することができ、製造コストを削減することができる。

図１１、図１２の構成を総括すると、本実施の形態２では、第１プリント配線板は、１種類として共用化し、第２プリント配線板は、配線可能領域を有するか、あるいはサイズをより小型化して、それぞれの配線パターンに応じて別個のプリント配線板とした上で、プリント配線板間コネクタ３０の接続位置を変更する構成となっている。

このような構成においても、他方のプリント配線板のスルーホール位置に合わせて、プリント配線板間コネクタを挿入することで、限られたパターン配線領域の中で、プリント配線板サイズおよび部品点数の増加を抑制した上で、複数の切り替えパターンに対応可能な配線変換アダプタを得ることができる。さらに、個々の配線パターンに応じて、１対のプリント配線板の他方のプリント配線板の設計自由度を増大させることができる。

また、実施の形態１で説明した構成、および実施の形態２の図１１で説明した構成は、プリント配線板の長辺と短辺の最大長が同一の一対のプリント配線板を使用していた。これに対して、実施の形態２の図１２で説明した構成は、第１プリント配線板と第２プリント配線板のそれぞれの形状が同一ではない。

一対のプリント配線板を構成するそれぞれのプリント配線板を同一サイズにすれば、同一の筐体内に効率よく内蔵でき、かつ、実施の形態１で説明した構成によれば、第２プリント配線板を共用化することができる。ただし、図１２を用いて説明したように、対となるプリント配線板の長辺、短辺の最大長は、同一にする必要はない。

第２プリント配線板のサイズを第１プリント配線板のサイズよりも小さくすることによっても、「限られたパターン配線領域の中で、プリント配線板サイズおよび部品点数の増加を抑制した上で、複数の切り替えパターンに対応可能な配線変換アダプタを得る」という本発明の効果を得ることが可能である。

また、図１１および図１２で示した構成は、第１プリント配線板１０の構成と第２プリント配線板２０の構成を逆にすることも可能であり、同様の効果を実現できる。

また、個別配線部分のパターン設計を工夫することで、プリント配線板間コネクタ３０、３０ａを実装しないピン同士が、第１プリント配線板１０内で短絡しないように設計することができる。すなわち、第１プリント配線板１０上では、２つのピン間が接続される配線を回避し、第２プリント配線板２０側でこれらのピン間を短絡するように、個別配線部分のスルーホールを増加させて、配線パターンを設計することができる。

この結果、プリント配線板間コネクタ３０、３０ａによって第１プリント配線板１０と第２プリント配線板２０とが接続されない限り、両ピン間は短絡されない。その一方で、プリント配線板間コネクタ３０、３０ａによって第１プリント配線板１０と第２プリント配線板２０とが接続されることで、第２プリント配線板２０側で両ピン間を短絡させることでき、プリント配線板間コネクタ未実装時の短絡解消を図ることができる。

１０ 第１プリント配線板、１１ 第１コネクタ、１２ 第１のスルーホール領域、１２ａ 第１のスルーホール群、１２ａ１、１２ａ２、１２ａ３、１２ａ４ スルーホール、１２ｂ 歯抜け領域、２０ 第２プリント配線板、２１ 第２コネクタ、２２ 第２のスルーホール領域、２２ａ 第２のスルーホール群、２２ａ１、２２ａ２、２２ａ３、２２ａ４ スルーホール、３０、３０ａ プリント配線板間コネクタ、３１ 延長形状部、３２ 歯抜け領域、１０１〜１０８ 外形シルク印刷部、１１１、１１２ シルク印刷部。

Claims (10)

1. 第１プリント配線板、第２プリント配線板、および前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを電気的に接続するプリント配線板間コネクタとを備えて構成され、旧機器から新機器に置き換えた際に、旧機器で用いられていた配線群を新機器に接続可能とする配線変換アダプタであって、
   前記第１プリント配線板は、前記旧機器の前記配線群が接続可能な第１コネクタと、前記プリント配線板間コネクタの前記第１プリント配線板に挿入されるべきピンが挿入される第１のスルーホール群とを有して構成され、
   前記第２プリント配線板は、前記新機器のコネクタと接続可能な第２コネクタと、前記プリント配線板間コネクタの前記第２プリント配線板に挿入されるべきピンが挿入される第２のスルーホール群とを有して構成され、
   前記第１のスルーホール群は、
   前記プリント配線板間コネクタが有するピンの数よりも多くの数からなるスルーホールで形成されており、前記プリント配線板間コネクタを複数の異なる位置で実装可能であり、
   かつ、異なる位置で前記プリント配線板間コネクタを実装した際に、いずれの位置に実装された場合にも共通で使用される第１の共通スルーホール群を有し、
   前記第２のスルーホール群は、
   前記プリント配線板間コネクタが有するピンの数よりも多くの数からなるスルーホールで形成されており、前記プリント配線板間コネクタを複数の異なる位置で実装可能であり、
   かつ、異なる位置で前記プリント配線板間コネクタを実装した際に、いずれの位置に実装された場合にも共通で使用される第２の共通スルーホール群を有し、
   前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを前記プリント配線板間コネクタで接続する際に、前記第１のスルーホール群および前記第２のスルーホール群のそれぞれに対する前記プリント配線板間コネクタのピンの実装位置を変えることで、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの配線接続パターンを切り替え可能な構造を有する
   配線変換アダプタ。
2. 切り替え対象となる前記配線接続パターンは、第１配線接続パターンと第２配線接続パターンの２種を含み、
   前記第１のスルーホール群は、
   スルーホールが列状に配置され、前記第１の共通スルーホール群が前記列状の中央部分に形成され、前記第１の共通スルーホール群の一端側に前記第１配線接続パターン用のスルーホール群が形成され、前記第１の共通スルーホール群の他端側に前記第２配線接続パターン用のスルーホール群が形成されており、
   前記第２のスルーホール群は、
   スルーホールが列状に配置され、前記第２の共通スルーホール群が前記列状の中央部分に形成され、前記第２の共通スルーホール群の一端側に前記第１配線接続パターン用のスルーホール群が形成され、前記第２の共通スルーホール群の他端側に前記第２配線接続パターン用のスルーホール群が形成されており、
   前記プリント配線板間コネクタを横方向にシフトさせた実装位置で、前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを接続することで、前記第１配線接続パターンと前記第２配線接続パターンとの切り替えを可能とする
   請求項１に記載の配線変換アダプタ。
3. 前記第１のスルーホール群は、前記第１の共通スルーホール群と第１配線接続パターン用のスルーホール群との間、および前記第１の共通スルーホール群と第２配線接続パターン用のスルーホール群との間の両方に、スルーホールが設けられていない第１の歯抜け領域を有し、
   前記第２のスルーホール群は、前記第２の共通スルーホール群と第１配線接続パターン用のスルーホール群との間、および前記第２の共通スルーホール群と第２配線接続パターン用のスルーホール群との間の両方に、スルーホールが設けられていない第２の歯抜け領域を有し、
   前記プリント配線板間コネクタは、前記第１配線接続パターンを形成するための第１実装位置において前記第１の歯抜け領域と対向する位置、および前記第２配線接続パターンを形成するための第２実装位置において前記第２の歯抜け領域と対向する位置の両方に、ピンが立っていない第３の歯抜け領域を有し、前記第１実装位置および前記第２実装位置以外では、前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板との接続を不可能とする構成を有する
   請求項２に記載の配線変換アダプタ。
4. 前記第１のスルーホール群は、第２配線接続パターン用のスルーホール群が前記第１の共通スルーホール群と隣接する側と反対側に、スルーホールが設けられていない第１の歯抜け領域を介してさらに第３配線接続パターン用のスルーホール群が形成されており、
   前記第２のスルーホール群は、第２配線接続パターン用のスルーホール群が前記第２の共通スルーホール群と隣接する側と反対側に、スルーホールが設けられていない第１の歯抜け領域を介してさらに第３配線接続パターン用のスルーホール群が形成されており、
   前記プリント配線板間コネクタは、
   第３配線接続パターンを形成するための第３実装位置において、前記第１の歯抜け領域と対向する位置に、ピンが立っていない第３の歯抜け領域を有する第２プリント配線板間コネクタ、
   または、前記第３の歯抜け領域を有さず、前記第１配線接続パターンを形成するための第１実装位置と前記第２配線接続パターンを形成するための第２実装位置とで実装可能な第１プリント配線板間コネクタ
   のいずれかが使用され、
   前記第１プリント配線板間コネクタが使用される場合には、前記第１プリント配線板間コネクタを横方向にシフトさせた実装位置で、前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを接続することで、前記第１配線接続パターンと前記第２配線接続パターンとの切り替えを可能とし、
   前記第２プリント配線板間コネクタが使用される場合には、前記第２プリント配線板間コネクタを前記第３実装位置に実装して前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを接続することで、前記第３配線接続パターンへの切り替えを可能とする
   請求項２に記載の配線変換アダプタ。
5. 切り替え対象となる前記配線接続パターンは、第３配線接続パターンと第４配線接続パターンの２種をさらに含み、
   前記第１のスルーホール群および前記第２のスルーホール群は、横方向と直交する垂直方向に一列シフトした縦シフト状態で前記プリント配線板間コネクタが実装可能となるようにスルーホールが形成されており、
   前記第１のスルーホール群は、前記縦シフト状態で、前記第１の共通スルーホール群の一端側に前記第３配線接続パターン用のスルーホール群がさらに形成され、前記第１の共通スルーホール群の他端側に前記第４配線接続パターン用のスルーホール群がさらに形成されており、
   前記第２のスルーホール群は、前記縦シフト状態で、前記第２の共通スルーホール群の一端側に前記第３配線接続パターン用のスルーホール群がさらに形成され、前記第２の共通スルーホール群の他端側に前記第４配線接続パターン用のスルーホール群がさらに形成されており、
   前記縦シフト状態において、前記プリント配線板間コネクタを横方向にシフトさせた実装位置で、前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを接続することで、前記第３配線接続パターンと前記第４配線接続パターンとの切り替えをさらに可能とする
   請求項２に記載の配線変換アダプタ。
6. 切り替え対象となる前記配線接続パターンは、第１配線接続パターンと第２配線接続パターンの２種を含み、
   前記第１のスルーホール群は、
   スルーホールが横方向と縦方向の十字状に配置され、前記第１の共通スルーホール群が前記十字状の中央部分に形成され、前記横方向における前記第１の共通スルーホール群の両端に前記第１配線接続パターン用のスルーホール群が形成され、前記縦方向における前記第１の共通スルーホール群の両端に前記第２配線接続パターン用のスルーホール群が形成されており、
   前記第２のスルーホール群は、
   スルーホールが横方向と縦方向の十字状に配置され、前記第２の共通スルーホール群が前記十字状の中央部分に形成され、前記横方向における前記第２の共通スルーホール群の両端に前記第１配線接続パターン用のスルーホール群が形成され、前記縦方向における前記第２の共通スルーホール群の両端に前記第２配線接続パターン用のスルーホール群が形成されており、
   前記プリント配線板間コネクタを前記横方向または前記縦方向のいずれかの実装位置で、前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを接続することで、前記第１配線接続パターンと前記第２配線接続パターンとの切り替えを可能とする
   請求項１に記載の配線変換アダプタ。
7. 前記プリント配線板間コネクタは、プリント配線板実装状態において、前記第１プリント配線板上および前記第２プリント配線板上の特定のシルク印刷部を覆うように延長され、ピンが配置されていない延長形状部を有する
   請求項１から６のいずれか１項に記載の配線変換アダプタ。
8. 第１プリント配線板、第２プリント配線板、および前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを電気的に接続するプリント配線板間コネクタとを備えて構成され、旧機器から新機器に置き換えた際に、旧機器で用いられていた配線群を新機器に接続可能とする配線変換アダプタであって、
   前記第１プリント配線板は、前記旧機器の前記配線群が接続可能な第１コネクタと、前記プリント配線板間コネクタの前記第１プリント配線板に挿入されるべきピンが挿入される第１のスルーホール群とを有し、切り替え対象であるそれぞれの配線接続パターンに対して共通化して構成され、
   前記第２プリント配線板は、前記新機器のコネクタと接続可能な第２コネクタと、前記プリント配線板間コネクタの前記第２プリント配線板に挿入されるべきピンが挿入される第２のスルーホール群とを有し、前記それぞれの配線接続パターンに対して個別化して構成され、
   前記第１のスルーホール群は、
   前記プリント配線板間コネクタが有するピンの数よりも多くの数からなるスルーホールで形成されており、前記プリント配線板間コネクタを複数の異なる位置で実装可能であり、
   かつ、異なる位置で前記プリント配線板間コネクタを実装した際に、いずれの位置に実装された場合にも共通で使用される第１の共通スルーホール群を有し、
   前記第２のスルーホール群は、
   前記プリント配線板間コネクタが有するピンの数と同数からなるスルーホールで形成されており、
   かつ、前記それぞれの配線接続パターンに対して共通で使用される第２の共通スルーホール群を有し、
   前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを前記プリント配線板間コネクタで接続する際に、前記第１のスルーホール群に対する前記プリント配線板間コネクタのピンの実装位置を変えることで、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの配線接続パターンを切り替え可能な構造を有する
   配線変換アダプタ。
9. 第１プリント配線板、第２プリント配線板、および前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを電気的に接続するプリント配線板間コネクタとを備えて構成され、旧機器から新機器に置き換えた際に、旧機器で用いられていた配線群を新機器に接続可能とする配線変換アダプタであって、
   前記第１プリント配線板は、前記新機器の前記配線群が接続可能な第１コネクタと、前記プリント配線板間コネクタの前記第１プリント配線板に挿入されるべきピンが挿入される第１のスルーホール群とを有し、切り替え対象であるそれぞれの配線接続パターンに対して共通化して構成され、
   前記第２プリント配線板は、前記旧機器のコネクタと接続可能な第２コネクタと、前記プリント配線板間コネクタの前記第２プリント配線板に挿入されるべきピンが挿入される第２のスルーホール群とを有し、前記それぞれの配線接続パターンに対して個別化して構成され、
   前記第１のスルーホール群は、
   前記プリント配線板間コネクタが有するピンの数よりも多くの数からなるスルーホールで形成されており、前記プリント配線板間コネクタを複数の異なる位置で実装可能であり、
   かつ、異なる位置で前記プリント配線板間コネクタを実装した際に、いずれの位置に実装された場合にも共通で使用される第１の共通スルーホール群を有し、
   前記第２のスルーホール群は、
   前記プリント配線板間コネクタが有するピンの数と同数からなるスルーホールで形成されており、
   かつ、前記それぞれの配線接続パターンに対して共通で使用される第２の共通スルーホール群を有し、
   前記第１プリント配線板と前記第２プリント配線板とを前記プリント配線板間コネクタで接続する際に、前記第１のスルーホール群に対する前記プリント配線板間コネクタのピンの実装位置を変えることで、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの配線接続パターンを切り替え可能な構造を有する
   配線変換アダプタ。
10. 前記第２プリント配線板は、前記第１プリント配線板よりもプリント配線板のサイズが小さい
    請求項８または９に記載の配線変換アダプタ。

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