(57)【要約】【課題】専用の信号線を追加することなく、外部機器を接続しない状態でも外部機器からの配線の接続に異常がないことを確認することを目的とする。【解決手段】電子機器１０の機器側コネクタ４０は、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が接続されたか否かを検知するため、接続検知端子４３が設けられ、通常時においては例えば接地端子４１ＧＮＤと非導通とされ、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が接続されたときに、接続検知端子４３と接地端子４１ＧＮＤとを導通させる。また、終端コネクタ５２はＵＳＢハーネス３０Ｂの始端コネクタ５１またはハーネス側コネクタ５５が接続されたか否かを検知する為、通常時においては電源端子５２Ｖと接地端子５２Ｓとが導通し、ＵＳＢハーネス３０Ｂの始端コネクタ５１またはハーネス側コネクタ５５が接続されたときに非導通となるようにした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器を接続する機器側コネクタを備えた電子機器と、
前記電子機器と前記外部機器とを接続するため、一端に第一のコネクタを有し、他端に第二のコネクタを有した接続ハーネスとを備え、
前記機器側コネクタは、前記第一のコネクタの接続の有無に応じて出力信号をＯＮ／ＯＦＦさせる第一の検知機構を有し、
前記第二のコネクタは、当該第二のコネクタに対する他のコネクタの接続の有無に応じて出力信号をＯＮ／ＯＦＦさせる第二の検知機構を有することを特徴とする外部機器接続システム。
【請求項２】
前記第一の検知機構は、前記電子機器から電源電圧が供給される接続検知端子と、接地端子とを、前記機器側コネクタに対する前記第一のコネクタの接続の有無に応じて互いに接続・開放させることを特徴とする請求項１に記載の外部機器接続システム。
【請求項３】
前記第二の検知機構は、前記電子機器から出力される電源電圧が流れるハーネス側電源端子と、ハーネス側接地端子とを、前記第二のコネクタに対する前記他のコネクタの接続の有無に応じて互いに接続・開放させることを特徴とする請求項２に記載の外部機器接続システム。
【請求項４】
前記第一の検知機構は、前記機器側コネクタに前記第一のコネクタが非接続のときに前記出力信号がＯＮとなり、
前記第二の検知機構は、前記第二のコネクタに前記他のコネクタが接続されたときに前記出力信号がＯＮとなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の外部機器接続システム。
【請求項５】
前記電子機器は、前記第一の検知機構からの出力信号と、前記第二の検知機構からの出力信号とに基づき、前記機器側コネクタに前記接続ハーネスが正しく接続されているか否かを検出する診断回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の外部機器接続システム。
【請求項６】
前記電子機器の電源と前記機器側コネクタとの間に、過電流保護素子を備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の外部機器接続システム。
【請求項７】
前記接続ハーネスはＵＳＢ（Universal Serial Bus）接続方式であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の外部機器接続システム。
【請求項８】
外部機器を接続する機器側コネクタを備えた電子機器に、一端に第一のコネクタを有し、他端に第二のコネクタを有した接続ハーネスを接続するときに、接続の異常の有無を診断する方法であって、
前記機器側コネクタに、前記第一のコネクタの接続の有無に応じて出力信号をＯＮ／ＯＦＦさせる第一の検知機構を備えるとともに、前記第二のコネクタに、当該第二のコネクタに対する他のコネクタの接続の有無に応じて出力信号をＯＮ／ＯＦＦさせる第二の検知機構を有し、
前記電子機器は、前記第一の検知機構からの出力信号と、前記第二の検知機構からの出力信号とに基づき、前記機器側コネクタに前記接続ハーネスが正しく接続されているか否かを検出することを特徴とする接続ハーネスの接続確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部機器接続システム、接続ハーネスの接続確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カー・ナビゲーション装置などをはじめとした各種電子機器に外部機器等を接続するには、様々な接続手法があるが、その一つに、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）接続がある。
ＵＳＢ接続の場合、外部機器を接続すれば、ＵＳＢハーネスの電源線とＧＮＤ（接地）線との電圧変化を検出することで、接続が正しくなされたか否かを検出することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１３４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、外部機器を接続しない状態において、ＵＳＢハーネスが正常に接合されているか否かを確認することはできなかった。
【０００５】
また、外部機器を接続した状態においても、ＵＳＢハーネスの電源線とＧＮＤ線との電圧変化を検出するために専用の信号線が必要であり、これがコスト低減の妨げとなっていた。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、専用の信号線を追加することなく、外部機器を接続しない状態においても、外部機器からの配線の接続に異常がないことを確認することのできる外部機器接続システム、接続ハーネスの接続確認方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもとになされた本発明の外部機器接続システムは、外部機器を接続する機器側コネクタを備えた電子機器と、電子機器と外部機器とを接続するため、一端に第一のコネクタを有し、他端に第二のコネクタを有した接続ハーネスとを備え、機器側コネクタは、第一のコネクタの接続の有無に応じて出力信号をＯＮ／ＯＦＦさせる第一の検知機構を有し、第二のコネクタは、当該第二のコネクタに対する他のコネクタの接続の有無に応じて出力信号をＯＮ／ＯＦＦさせる第二の検知機構を有することを特徴とする。
ここで、第一の検知機構は、電子機器から電源電圧が供給される接続検知端子と、接地端子とを、機器側コネクタに対する第一のコネクタの接続の有無に応じて互いに接続・開放させる構成とすることができる。
また、第二の検知機構は、電子機器から出力される電源電圧が流れるハーネス側電源端子と、ハーネス側接地端子とを、第二のコネクタに対する他のコネクタの接続の有無に応じて互いに接続・開放させる構成とすることができる。
【０００７】
このような構成によれば、第一の検知機構により、機器側コネクタに接続ハーネスの第一のコネクタが接続されているか否かを、その出力信号により検知することができる。また、第二の検知機構により、接続ハーネスの第二のコネクタに、外部機器側の他のコネクタが接続されているか否かを、その出力信号により検知できる。したがって、第一の検知機構と第二の検知機構の出力信号から、機器側コネクタに接続ハーネスが正しく接続され、さらに接続ハーネスに外部機器側が正しく接続されているか否かを検知できる。
このとき、第一の検知機構と第二の検知機構からの出力信号を電子機器の外部に出力させ、電子機器に接続した診断装置等により正しい接続が行われているかどうかを検知することもできるが、電子機器は、第一の検知機構からの出力信号と、第二の検知機構からの出力信号とに基づき、機器側コネクタに接続ハーネスが正しく接続されているか否かを検出する診断回路をさらに備えるようにするのが好ましい。
【０００８】
ここで、第一の検知機構、第二の検知機構における出力信号のＯＮ／ＯＦＦは、どのように設定しても良いが、第一の検知機構は、機器側コネクタに第一のコネクタが非接続のときに出力信号がＯＮとなり、第二の検知機構は、第二のコネクタに他のコネクタが接続されたときに出力信号がＯＮとなるようにするのが好ましい。
【０００９】
また、電子機器の電源と機器側コネクタとの間に、過電流保護素子を備えるのが好ましい。
【００１０】
このような接続ハーネスは、いかなる方式であっても良いが、ＵＳＢ接続方式である場合に本発明は特に有効である。
【００１１】
本発明は、外部機器を接続する機器側コネクタを備えた電子機器に、一端に第一のコネクタを有し、他端に第二のコネクタを有した接続ハーネスを接続するときに、接続の異常の有無を診断する方法であって、機器側コネクタに、第一のコネクタの接続の有無に応じて出力信号をＯＮ／ＯＦＦさせる第一の検知機構を備えるとともに、第二のコネクタに、当該第二のコネクタに対する他のコネクタの接続の有無に応じて出力信号をＯＮ／ＯＦＦさせる第二の検知機構を有し、電子機器は、第一の検知機構からの出力信号と、第二の検知機構からの出力信号とに基づき、機器側コネクタに接続ハーネスが正しく接続されているか否かを検出することを特徴とする接続ハーネスの接続確認方法とすることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子機器の機器側コネクタに設けた第一の検知機構と、接続ハーネスの第二のコネクタに備えた第二の検知機構の出力信号から、機器側コネクタに接続ハーネスが正しく接続され、さらに接続ハーネスに外部機器側が正しく接続されているか否かを検知できる。これにより、専用の信号線を追加することなく、外部機器を接続しない状態においても、外部機器からの配線の接続に異常がないことを確認することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係る電子機器に外部機器を接続するためのシステム構成を示す図である。
【図２】電子機器の構成、接続ハーネスの始端側コネクタおよび終端側コネクタの構成を示す図である。
【図３】接続ハーネスの終端側コネクタの構成を示す断面図である。
【図４】電子機器に接続ハーネスを接続していくときの流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態における外部機器接続システムにおいては、カー・ナビゲーション装置等をはじめとする電子機器１０に、外部機器を接続するための外部コネクタ２０を設ける場合、電子機器１０と外部コネクタ２０との間を、一本以上（本実施形態では２本としたが、これに限らず、１本のみ、あるいは３本以上としても良い。）のＵＳＢハーネス（接続ハーネス）３０Ａ、３０Ｂで接続するものとする。
【００１５】
このため、電子機器１０には、その内部に設けられた制御回路に電気的に接続された機器側コネクタ４０が、電子機器１０の筺体１１の外部に一部が露出するよう設けられている。
【００１６】
ＵＳＢハーネス３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ、信号線３１Ｄ＋、３１Ｄ−と、電源線３１Ｖと、接地線３１ＧＮＤとからなる４本の配線を有し、これら４本の配線は、シールド部３２により被覆され、シールド部３２は被覆内部にシールド接地線３１Ｓを有している。
【００１７】
ＵＳＢハーネス３０Ａ、３０Ｂは、それぞれ、その一端に設けられた始端コネクタ（第一のコネクタ）５１と、他端に設けられた終端コネクタ（第二のコネクタ）５２と、を有する。
そして、ＵＳＢハーネス３０Ａにおいては、始端コネクタ５１が機器側コネクタ４０に接続され、ＵＳＢハーネス３０Ｂにおいては、始端コネクタ５１が、ＵＳＢハーネス３０Ａの終端コネクタ５２に接続されている。
【００１８】
また、図２に示すように、ＵＳＢハーネス３０Ａ，３０Ｂの始端コネクタ５１は、信号線３１Ｄ＋、３１Ｄ−、電源線３１Ｖ、接地線３１ＧＮＤ、シールド接地線３１Ｓに電気的に接続される、信号端子５１Ｄ＋、５１Ｄ−、電源端子５１Ｖ、接地端子５１ＧＮＤ、シールド接地端子５１Ｓを有している。
【００１９】
一方、ＵＳＢハーネス３０Ａ、３０Ｂの終端コネクタ５２は、それぞれ、信号線３１Ｄ＋、３１Ｄ−、電源線３１Ｖ、接地線３１ＧＮＤ、シールド接地線３１Ｓに電気的に接続される、信号端子５２Ｄ＋、５２Ｄ−、電源端子（ケーブル側電源端子）５２Ｖ、接地端子５２ＧＮＤ、シールド接地端子（ケーブル側接地端子）５２Ｓを有している。
ここで、ＵＳＢハーネス３０Ａ、３０Ｂの終端コネクタ５２は、さらに、ＵＳＢハーネス３０Ｂの始端コネクタ５１、または後述のハーネス側コネクタ５５の接続の有無を検出するため、電源端子５２Ｖとシールド接地端子５２Ｓは、ＵＳＢハーネス３０Ｂの始端コネクタ５１、または後述のハーネス側コネクタ５５が接続されていないときには互いに導通するようになっている。
これには、図３（ａ）に示すように、終端コネクタ５２に接続されるＵＳＢハーネス３０Ｂの始端コネクタ５１、または後述のハーネス側コネクタ５５には、始端コネクタ５１の絶縁ハウジング５６の一部として形成された絶縁隔壁部材５６ａが設けられている。そして、図３（ｂ）に示すように、終端コネクタ５２に、始端コネクタ５１またはハーネス側コネクタ５５が接続されたときに、絶縁隔壁部材５６ａが電源端子５２Ｖとシールド接地端子５２Ｓとの間に挿入されて非接続とされる。これにより第二の検知機構が構成される。
【００２０】
図１に示したように、外部コネクタ２０は、終端基板２１に実装されている。終端基板２１には、ＵＳＢハーネス３０Ｂの終端コネクタ５２に接続されるハーネス側コネクタ５５が実装され、このハーネス側コネクタ５５と外部コネクタ２０とは、終端基板２１の電気回路を介して電気的に接続されている。
ハーネス側コネクタ５５は、ＵＳＢハーネス３０Ｂの信号線３１Ｄ＋、３１Ｄ−、電源線３１Ｖ、接地線３１ＧＮＤ、シールド接地線３１Ｓのそれぞれに電気的に接続される複数の端子を有している。
【００２１】
また、図２に示したように、機器側コネクタ４０は、ＵＳＢハーネス３０Ａの信号線３１Ｄ＋、３１Ｄ−、電源線３１Ｖ、接地線３１ＧＮＤ、シールド接地線３１Ｓに電気的に接続される、信号端子４１Ｄ＋、４１Ｄ−、電源端子４１Ｖ、接地端子４１ＧＮＤ、シールド接地端子（接地端子）４１Ｓを有している。
さらに、機器側コネクタ４０は、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が接続されたか否かを検知するための接続検知端子（第一の検知機構）４３が設けられている。この接続検知端子４３には、電源線３１Ｖから検知用電源電圧が供給される。尚、この電源電圧は診断回路１６にとって適切な電圧であればよい。例えば、マイコンのポート回路はプルアップ抵抗をつける場合が多い為、マイコン電源(大抵は３．３Ｖ程度)を使用してもよい。
【００２２】
ここで、機器側コネクタ４０に接続されるＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１には、短絡部材５７が設けられている。
接続検知端子４３は、通常時においては例えば接地端子４１ＧＮＤと非導通とされている。そして、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が接続されたときに、短絡部材５７が接続検知端子４３と接地端子４１ＧＮＤとを導通させる。
【００２３】
図１に示したように、電子機器１０には、電源電圧を供給する電源回路１２と、過電流保護素子１３と、電源回路１２から供給される電源電圧を検出する電源電圧検出回路１４と、接続検知端子４３における電圧を検出することで機器側コネクタ４０に対する始端コネクタ５１の接続の有無を検出する接続検知回路１５と、電源電圧検出回路１４および接続検知回路１５の出力信号に基づいた診断を行う診断回路１６と、を備えている。
【００２４】
ここで、過電流保護素子１３は、何らかの原因により、異常な接続が行われた場合に、電源回路１２に過大な電流を流れるのを阻止する。このような過電流保護素子１３としては、過大電流を阻止した後にも、その機能を維持できるよう、自己復帰型のものを用いるのが好ましい。
【００２５】
このような構成においては、図４（ａ）に示すように、機器側コネクタ４０になにも接続されていない状態においては、電源電圧検出回路１４では、電源回路１２から供給される電源電圧（例えば５Ｖ）を検出する（この状態を信号ＯＮとする）。一方、接続検知回路１５では、接続検知端子４３は、接地端子４１ＧＮＤと非導通とされているので、検出される信号はＯＮとなっている。
そして、診断回路１６では、電源電圧検出回路１４がＯＮ、接続検知回路１５でＯＮの場合、「ハーネスが未接続である」との判定結果を示す信号を出力する。
表１に、出力信号の一覧を示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
また、図４（ｂ）に示すように、機器側コネクタ４０に、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が接続された状態では、電源回路１２から電源電圧が供給される系統は、図３（ａ）に示したように、ＵＳＢハーネス３０Ａの終端コネクタ５２において、電源端子５２Ｖとシールド接地端子５２Ｓは、ＵＳＢハーネス３０Ｂの始端コネクタ５１が接続されていない状態のため、互いに導通している。したがって、電源電圧検出回路１４では、電源回路１２から供給される電源電圧を検出しない（信号ＯＦＦ）。
一方、この状態において、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が接続されたので、短絡部材５７が接続検知端子４３と接地端子４１ＧＮＤとが導通しているため、接続検知回路１５では、出力信号はＯＦＦとなる。
そして、診断回路１６では、電源電圧検出回路１４がＯＦＦ、接続検知回路１５でＯＦＦの場合、「ハーネス接続異常（すべてのハーネスが接続されていない状態）である」との判定結果を示す信号を出力する。
【００２８】
さらに、図４（ｃ）に示すように、ＵＳＢハーネス３０Ａの終端コネクタ５２に、ＵＳＢハーネス３０Ｂの始端コネクタ５１が接続された状態においては、ＵＳＢハーネス３０Ａの終端コネクタ５２では、図３（ｂ）に示すように、絶縁隔壁部材５６ａが第二の検知機構としての電源端子５２Ｖとシールド接地端子５２Ｓとの間に挿入されて非接続とされるが、ＵＳＢハーネス３０Ｂの終端コネクタ５２では、電源端子５２Ｖとシールド接地端子５２Ｓは、ハーネス側コネクタ５５が接続されていない状態のため、互いに導通している。
また、この状態において、機器側コネクタ４０においては、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が接続されているので、短絡部材５７が接続検知端子４３と接地端子４１ＧＮＤとの双方に接触し、接続検知端子４３と接地端子４１ＧＮＤとが導通しているため、接続検知回路１５では、出力信号はＯＦＦとなる。
したがって、上記と同様、電源電圧検出回路１４では出力信号がＯＦＦ、接続検知回路１５では出力信号がＯＦＦとなるので、診断回路１６では「ハーネス接続異常（すべてのハーネスが接続されていない状態）である」との判定結果を示す信号を出力する。
【００２９】
そして、ＵＳＢハーネス３０Ｂの終端コネクタ５２に、終端基板２１のハーネス側コネクタ５５が接続されると、図３（ｂ）に示すように、絶縁隔壁部材５６ａが電源端子５２Ｖとシールド接地端子５２Ｓとの間に挿入されて非接続とされる。したがって、電源電圧検出回路１４では、電源回路１２から供給される電源電圧を正常に検出する（信号ＯＮ）。
一方、この状態において、機器側コネクタ４０においては、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が接続されているので、短絡部材５７が接続検知端子４３と接地端子４１ＧＮＤとの双方に接触し、接続検知端子４３と接地端子４１ＧＮＤとが導通しているため、接続検知回路１５では、出力信号はＯＦＦとなる。
そして、診断回路１６では、電源電圧検出回路１４がＯＮ、接続検知回路１５でＯＦＦの場合、「ハーネス接続が正常（すべてのハーネスが正しく接続された状態）である」との判定結果を示す信号を出力する。
【００３０】
このようにして、外部コネクタ２０に外部機器を接続しない状態においても、電子機器１０に対して、ＵＳＢハーネス３０Ａ、３０Ｂ、終端基板２１の全てが正常に接続されたか否かを検出することができる。
また、接続の異常を検出するために、専用の信号線を設ける必要がなく、機器側コネクタ４０、ＵＳＢハーネス３０Ａ、３０Ｂの終端コネクタ５２に、接続が正常か否かを検出するための機構を設けるのみでよい。
【００３１】
さらに、接続が正常に行われた場合には、回路に不要な抵抗成分を持たないため、外部機器側に電圧降下を生じさせない。これによって、輻射等のノイズが生じるのも防ぐことができる。
【００３２】
また、何らかの原因により、異常な接続が行われた場合にも、過電流保護素子１３が設けられているため、上記のように接続の異常を検出しつつも、電源回路１２に負荷をかけることがない。
【００３３】
さらに、機器側コネクタ４０においては、ＵＳＢハーネス３０Ａの始端コネクタ５１が正しく接続された場合に出力信号がＯＦＦとなり、ＵＳＢハーネス３０Ａ、３０Ｂの終端コネクタ５２においては、ＵＳＢハーネス３０Ｂの始端コネクタ５１や終端基板２１のハーネス側コネクタ５５が正しく接続された場合には出力信号がＯＮとなる。
このように、機器側コネクタ４０と終端コネクタ５２とで、正しく接続された場合の信号の出力ロジックを反転させた。これにより、機器側コネクタ４０に接続を行わない場合には、機器側で不要な電流が流れるのを防ぐようにした。これにより、電子機器１０における消費電力を抑えることができる。
【００３４】
なお、上記実施の形態では、機器側コネクタ４０、始端コネクタ５１、終端コネクタ５２、ハーネス側コネクタ５５の構成を説明したが、具体的な構造や形状、構成は、適宜変更することが可能である。
また上記実施形態では、２本のＵＳＢハーネス３０Ａ、３０Ｂを接続する構成としたが、これは１本のみでも良いし、３本以上を接続しても良い。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…電子機器、１２…電源回路、１３…過電流保護素子、１４…電源電圧検出回路、１５…接続検知回路、１６…診断回路、２０…外部コネクタ、２１…終端基板、３０Ａ、３０Ｂ…ＵＳＢハーネス（接続ハーネス）、３１Ｓ…シールド接地線、３１Ｖ…電源線、４０…機器側コネクタ、４１Ｓ…シールド接地端子（接地端子）、４１Ｖ…電源端子、４３…接続検知端子（第一の検知機構）、５１…始端コネクタ（第一のコネクタ）、５２…終端コネクタ（第二のコネクタ）、５２Ｓ…シールド接地端子（ケーブル側接地端子）、５２Ｖ…電源端子（ケーブル側電源端子）、５５…ハーネス側コネクタ、５６…絶縁ハウジング、５６ａ…絶縁隔壁部材、５７…短絡部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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