JP2003124655A - 回路基板 - Google Patents
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- H05K7/1401—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack comprising clamping or extracting means
- H05K7/1402—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack comprising clamping or extracting means for securing or extracting printed circuit boards
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Abstract
基板を提供する。 【解決手段】 プリント回路基板組立体は、プリント回
路基板300を備えている。このプリント回路基板30
0は、当該プリント回路基板300に取り付けられた部
品と電気的に接続されたプリント回路カードを備えてい
る。また、プリント回路基板300は、基板レベルの案
内350を備えている。この案内350は、プリント回
路カードを搬送するカートリッジ100の外側下部に設
けられ対応する形状をした隆起111を受け入れるスロ
ットを備えている。案内350は、各カートリッジ11
1の片側だけに設けるのが望ましい。これにより、実装
密度を高めることができる。表面案内111を設けるこ
とにより、カートリッジ100のデザインと相まって、
外囲格納装置すなわちキャビネットと物理的に接触させ
る必要がない。
Description
部品を実装するシステム、方法、および装置に関する。
本発明は、特に、完全実装された回路基板に既に挿入さ
れているプリント回路カードを抜去する必要なく、当該
完全実装された回路基板を容易に挿抜しうる電子部品実
装用のシステムに関する。本発明は、さらに特に、空冷
を実現しうるだけでなく、電磁妨害(EMI)遮蔽(し
ゃへい)用の効果的なシステムをも実現しつつ、電子部
品を高密度に実装する能力を増進させうるシステム、方
法、および装置に関する。
てを、単一の装置またはシステムに組み込む必要はな
い、という点である。本発明に存在する特徴の多くは、
互いに独立に用いうる。一般に、本発明が追求するの
は、電子回路実装に関する諸問題を解決することであ
る。特に、プリント回路基板を取り外すことなく、か
つ、電子部品容器を取り巻くキャビネットすなわち格納
装置を取り外すことなく、プリント回路基板に対して容
易に挿抜しうるプリント回路カードを用いるのが望まし
い。したがって、本発明の好適な実施形態におけるプリ
ント回路カードは、プリント回路基板に対して「活線挿
抜(ホットプラグ:hot plug )」しうるものである。
実施形態では、回路部品は比較的高い周波数で動作して
いる。周波数が高くなると、電磁妨害の伝搬に付随する
諸問題が顕著になる。したがって、高周波用の部品を使
用することが求められる状況では、それに応じて、電磁
遮蔽システムを用いることが強く求められる。それゆ
え、活線挿抜という概念にふさわしいEMI遮蔽を実現
する機構を備える必要がある。換言すると、そのEMI
遮蔽システムは、自らは活線挿抜できないプリント回路
基板に対してプリント回路カードを挿抜する、という概
念に適合している必要がある。
062894号に示されている。しかしながら、そこに
記載されているシステムでは、プリント回路カードをプ
リント回路基板上の対応する接合ソケットに垂直に挿入
するのに、外部キャビネットの存在が不可欠である。挿
抜用の機構と、プリント回路基板を取り囲む格納装置と
が物理的に接触することになると、プリント回路基板全
体そのものを取り外し可能にする、挿抜機構中の装置が
使えなくなる。
基板とプリント回路カードである、という点にも留意す
る必要がある。ここで述べているように、プリント回路
基板は、その中に少なくとも1つのプリント回路カード
を挿入して電気的接続をはかるより大きな部品である。
本発明では、プリント回路基板の大きさにも、プリント
回路カードの大きさにも特に制限はない。最も一般的な
状況では、プリント回路基板には、複数のプリント回路
カードが装着されている。すなわち、プリント回路基板
には、多数のプリント回路カードが挿入されている。し
たがって、ここで使用しているように、「プリント回路
基板」と「プリント回路カード」なる用語は相対的な用
語である、と考えられる。しかしながら、もう1つ留意
点を挙げると、本発明をなしとげた要因の1つは、プリ
ント回路基板は、完全装備の場合、比較的重く、かつ、
その端に少なくとも1つのコネクタを装備している、と
いう事実である。これらプリント回路基板の端に設けら
れたコネクタは、通常、多数の電気的接続部を備えてい
る。これらの電気的接続部は、多数のプリント回路カー
ドを備えたプリント回路基板用に設けられた対応する多
数の電気的接続部を備えている。また、本発明の発明者
らは、プリント回路基板全体を、プリント回路カードを
抜去する必要なく、狭い場所に挿入する機構をも案出し
た。したがって、本発明の発明者が案出した特定の状況
には、完全装備のプリント回路基板を挿抜する機構を含
むものもある。
は、固定したものと考えられており、普通は移動可能な
構造体を構成しない。さらに、たとえプリント回路基板
が挿抜しうるものであるとしても、そうするには、まず
プリント回路基板からプリント回路カードを抜去しなけ
ればならない、と考えるのが普通である。また、通常の
プリント回路基板は比較的多数のプリント回路カードを
装着しているから、プリント回路基板は、通常、比較的
大きくて重い。したがって、通常、大きく、平坦で、か
つ、比較的薄い基板(すなわちプリント回路基板)を
(前後方向に)動かさなければならない、という問題に
直面することになる。特に、このような物理的構造体
(すなわちプリント回路基板)は、挿入動作中に、通常
「べこつき(oil canning)」と呼ばれる折り曲げ運動を
受けることが多い。したがって、当技術分野における諸
問題に対する解決策は、この課題をも扱うことになる。
らは、次に示す、時として競合する実装上の諸問題に取
り組んでいる。すなわち、べこつき、稠密(ちゅうみ
つ)かつ密集した実装、空冷、電磁妨害遮蔽、活線挿
抜、プリント回路基板を搬送するための取り付け容易な
カートリッジ、プリント回路基板全体を挿抜するのが機
械的に有利な機構、完全装備のプリント回路基板の挿
抜、および、周囲の格納装置すなわちキャビネットと物
理的に接触する必要のないプリント回路基板案内機構を
備えた、システム中の協調的なEMI遮蔽装置を提供す
る手段、である。
回路部品を稠密な空間に実装するシステムを提供するこ
とである。
プリント回路カードを挿抜する装置を提供することであ
る。
プリント回路カードを輸送し、保護し、挿入し、抜去す
ることのできるカートリッジを提供することである。
とプリント回路基板の活線挿抜をサポートする機構を提
供することである。
ト回路基板を挿抜しうる機構を提供することである。
を収容するとともに装着するのが容易なカートリッジを
提供することである。
回路カードとプリント回路基板との間に間断のないEM
I遮蔽を実現しうるシステムを提供することである。
ント回路カードを保持することに容易に適合しうる、プ
リント回路カード用のカートリッジを提供することであ
る。
用のカートリッジ群をインターロックするシステムと、
それを支持するプリント回路基板とを提供することであ
る。
ト回路基板が電気的に接続されているシステムに対して
当該完全実装したプリント回路基板全体を容易に挿抜し
うる機構を提供することである。
上に設けられた部品を空冷するのに適合した、プリント
回路カード用カートリッジ搬送機構を提供することであ
る。
器、ヒート・シンクなどプリント回路基板から上に伸び
ている補助回路部品の取り付けに適合したプリント回路
基板を提供することである。
群が別々に電気的に接続されたプリント回路基板上に設
けられたEMI遮蔽構造体とプリント回路カードとの間
に、電気的な接続と間断のないEMI遮蔽を実現する機
構として動作するEMI遮蔽スプリング構造体を提供す
ることである。
用の案内機構をプリント回路カード上に実現することに
より、装着したカートリッジ群の間の側方における狭い
空間しか使わないようにすることである。
空冷能力、EMI遮蔽、活線挿抜、および、プリント回
路カードの挿抜と完全実装したプリント回路基板の挿抜
との双方用の機械力を提供する、統合プリント回路カー
ド・カートリッジ、および、プリント回路基板機構を提
供することである。
ると、上述した競合する諸課題をすべて同時に解決する
多数の特徴が得られる。特に、本発明の顕著な側面は、
プリント回路カード搬送体として機能するとともに、単
独で(電子的)プリント回路カードを挿抜しうる(結
合)カートリッジを提供することである。本発明はいわ
ゆるPCI(Peripheral Compornent Interconnect; Pe
rsonal Computer Interface)標準に適合したプリント回
路カードを組み込むのに特に適しているけれども、本発
明の原理は、一般に、プリント回路基板に設けられた対
応する接合コネクタ中に挿入可能な端コネクタを備えた
任意のプリント回路カードに適用することができる。本
発明の(結合)カートリッジは、完全に自己充足的であ
り(すなわち、それだけで完備しており)、格納装置す
なわちキャビネットに物理的にまったく依存しない、カ
ード挿入用の駆動機構を備えている。正確には、本発明
の(結合)カートリッジは、プリント回路基板レベル
(すなわちプリント回路基板の段階)で提供される片面
カートリッジ案内機構とは相互作用する。さらに、本発
明の(結合)カートリッジは、プリント回路カード用に
装着容易機構を備えている。特に、本発明の(結合)カ
ートリッジは、EMI遮蔽機構の一部を構成するととも
に、カートリッジの上壁構造体に対して回転自在である
(前)ベゼルを備えている。上部カートリッジ部材は、
プリント回路カード搬送体に対して配置されている。こ
のプリント回路カード搬送体は、上掲米国特許第606
2894号に示されているように、角(すみ)クリップ
とスライド可能な調整機構とを備えている。すなわち、
上部カートリッジ部材は、プリント回路カードを上下に
動かしてプリント回路基板上に設けられた接合(電気)
コネクタに対して当該プリント回路カードを挿抜しうる
ようにする、移動可能な搬送体にスライド可能に取り付
けられている。
全挿抜工程の間にEMI遮蔽を確かなものにする機構を
備えている。特に、本発明とともに用いるのが望ましい
回路基板は、(結合)カートリッジの(前)ベゼルと電
気的に接触する(前)EMI遮蔽板を備えている。特
に、このEMI遮蔽板を備えた望ましいプリント回路カ
ードは、このEMI遮蔽板の底部に、タブ部を備えてい
る。このタブ部は、導電性の補強部材に設けられた可撓
性のEMI条片に係合している。この補強部材は、上述
したべこつき効果に対してシステムを保護するととも
に、さらに、基板レベルの回路および部品用に相応のE
MI遮蔽を実現している。本発明で用いるEMI遮蔽条
片は、打ち抜き形成工程で容易に製造しうる幾何学形状
をしている。このEMI遮蔽条片は、補強材に設けられ
た平行な列中に存在する開口の端と係合するスロット付
き開口部を備えるように配置されている。また、このE
MI遮蔽条片は、1つの列中の開口と係合するととも
に、平行な列を成す、補強部材の開口の中に伸びる可撓
性部を備えている。したがって、本発明によると、プリ
ント回路カードをプリント回路基板中に挿入して、基板
上に設けられた回路と電気的に接触させると、連続した
EMI遮蔽も実現する。というのは、プリント回路カー
ド上に設けられたタブが、導電性の補強部材と電気的に
接触するEMI条片に設けられた可撓性のタブと係合す
るからである。
全装備のプリント回路基板は、比較的重く、通常、きわ
めて多数の電気的回路接触を保持しているので、適切な
電気的接続をなすのに必要な力が大きくなる、という事
実である。そして、この力を提供する機構は、あまり大
きくすることができないし、あまり広い場所を占めるこ
ともできない。すなわち、プリント回路基板の挿抜用の
機構は、コンパクトである必要があり、本発明のコンパ
クトかつ高密度の実装概念に適合している必要がある。
さらに、この機構は、ここで提供される他の構造体、特
に補強部材とEMI遮蔽システムとに適合している必要
がある。
1の側面は、稠密な空間に対して挿抜するプリント回路
カードを格納する独立し、かつ自己充足的なカートリッ
ジを用いる構造上の部品の関するものである。本発明の
第2の側面は、上述したカートリッジとともに使用しう
るプリント回路基板の構造に関するものである。さら
に、本発明のカートリッジと基板のシステムは、協働し
て相互作用し、プリント回路カードの容易な挿抜に適合
したEMI遮蔽機構を実現するだけでなく、完全実装状
態、すなわち、プリント回路カードがすべて挿入され接
続されたプリント回路基板全体を挿抜する協調的な機構
をも実現している。
入し、抜去するカートリッジに関する本発明の第1の側
面に関し、留意点を挙げると、このカートリッジは次に
示す3つの主要部品を備えている。すなわち、(前)ベ
ゼル、上部カートリッジ壁部材、および、移動可能な搬
送体である。搬送体は、ベゼルと上部カートリッジ壁に
対して上下に移動することができる。カートリッジは、
プリント回路カードの挿入用に十分な力を供給する、ベ
ゼル上部に取り付けられたレバー駆動機構を備えてい
る。カートリッジのレバー駆動機構は、短プリント回路
カードと長プリント回路カードの双方に適した搬送体に
沿う一点で移動可能な当該搬送体に上下方向に力を加え
うるように配置されている。本発明のカートリッジは、
側面カバーをも備えている。本発明の好適な実例では、
ベゼルは、金属であり、比較的高い周波数で動作すると
きに本発明の好適な実例とともに用いるのが望ましいあ
る種のプリント回路カードに設けられたEMI遮蔽板と
間断なく電気的に接触している。これらの遮蔽板は、下
部タブ部を備えている。この下部タブ部は、(前)ベゼ
ルの底部に設けられた開口を通して伸びるとともに、プ
リント回路基板に取り付けられた導電性の補強部材に電
気的に接続するのを可能にしているEMI遮蔽スプリン
グに係合している。
2の側面に関しては、プリント回路基板は、タブ構造と
スプリング構造の取り付けに関して上述したように、導
電性の遮蔽と補強材を備えている。さらに、本発明のプ
リント回路基板は、プリント回路基板の補強材と反対側
に配置された非導電性の基盤部材を備えている。この基
盤支持構造によって、大きなプリント回路基板構造体で
特に起こりうる「べこつき」効果をさらに起こりにくく
することができる。プリント回路基板は、プリント回路
基板レベルで配置される特別の案内をも備えている。こ
れらの案内は,上述したように、プリント回路カード用
の側壁カバー上に設けられた隆起に係合している。特定
種類のカートリッジは、隣接するカートリッジとインタ
ーロックする機構をも備えている。したがって、本発明
の望ましい側面は、本発明で用いる特定の案内は挿入し
たカートリッジのどちらの側にもスロットや隆起を必要
としない、ということである。このことは、本発明にと
って重要である。というのは、この特徴により、プリン
ト回路カードを薄くすることができるので、実装密度全
体を高めることができるからである。このことは、上述
したように、本発明のきわめて望ましい側面である。
は、カートリッジ構造体と協働して間断のないEMI遮
蔽を実現するEMI遮蔽スプリング構造体を受け入れる
ように間隔が置かれたスロット群から成る平行な前列を
備えている。さらに、本発明は、力生成機構をも備えて
いる。この力生成機構は、基板端コネクタがすべて、対
応する基板外コネクタと接合していなければならない場
合でさえ、プリント回路基板自体の挿抜用に極めて大き
な機械力を生成しうるものである。本発明の好適な実例
では、プリント回路基板挿抜用の機構は、プリント回路
基板の前縁すなわち先行縁において上述した補強材に取
り付けられているレンチ駆動ピニオン・ギアに係合して
いる歯付きアームを備えている。この歯付きアームは、
プリント回路基板を下から支える基盤構造体中に設けら
れたスロット中を走行するピンを備えた力生成アームに
回転自在に接続されている。前記ピニオン・ギアが回転
すると、歯付きアームと力生成レバーの組み合わせは、
「T」字形状と「Y」字形状との間を行き来する。した
がって、ピニオン・ギアが回転すると、レバー・アーム
は、「バックストローク(backstroke: 背泳ぎ)」運動
と説明するのが最も分かりやすい形態の運動をする。こ
れらのレバーは、キャビネットすなわち格納装置のピン
を押す。そうすると、プリント回路基板が、そっくりそ
のまま接合電気コネクタに対して挿抜されることにな
る。
プリント回路カードを容易に挿入しうるように回転自在
に接続された部品を用いうるような方法でも構築するこ
とができる。結局、本発明で用いるプリント回路カード
の大きさの最大値は、ベゼルの高さとカートリッジ上部
の長さとによって決まる。
の等角投影図である。特に、図1は、(図3に見られ
る)プリント回路カード200を収容したカートリッジ
100を示している。カートリッジ100は、好ましく
は金属から成る前壁すなわちベゼル130を備えてい
る。ベゼル130は、カートリッジ100の上壁部材1
20に回転自在に取り付けられている。ベゼル130に
は、点137、138において側壁カバー110が取り
付けられている。特に、側壁カバー110は、当該側壁
カバー110の底部に沿って伸びる隆起部111を備え
ている。さらに、カートリッジ100は、付加的な主要
部品として、作動レバーアーム141を備えている。レ
バーアーム141は、カートリッジ100を収納するプ
リント回路基板に対してプリント回路カード200を挿
抜するのに使用する。カートリッジ100の動作は、作
動レバーアーム141用の回転軸144を特に示す、図
2に示す側立面図によってさらによく分かる。レバーア
ーム141を動かすと、(図1と図2では見えない)内
部機構によって、端部コネクタ201を備えたプリント
回路カード200がプリント回路基板300上に設けら
れた(図16、図17、図18に符号311で示す)対
応する接合コネクタに挿入される。接合コネクタ311
は、その形成方法を下で詳述するが、いくつかの点でカ
ートリッジ100と協調的に相互作用する。
態において備えられるレバーアーム機構の動作を支える
のに十分な剛性を示す高分子材料から成るのが望まし
い。また、上壁部材120は、カートリッジ100の前
部近傍には開口121を、カートリッジ100の後部近
傍には開口122を備え、空冷が望ましい状況における
冷気の通路を形成している。上壁部材120は、その構
造の主要部の断面がほぼU字状のをなしているのが望ま
しい。
のが望ましい。側壁110を構成るす高分子材料は、実
質的に平坦であり、側壁110の上端に沿って上壁12
0に、下で詳述する図14に示すネジ176、177、
178など既存の取り付け手段を用いて取り付けうる。
本発明に顕著なのは、側壁110が当該側壁110の底
部に沿って伸びる盛り上がり部すなわち隆起部111を
備えている点である。隆起部111は、図では滑らかな
円形の断面を有するように示してあるけれども、目的に
合わせて任意の断面に形成しうる。隆起部111の主な
特徴は、プリント回路基板300に取り付けられた案内
350に設けられたスロット351(図18参照)の断
面と一致する断面を有する点である。
軸137において上壁部材120に回転自在に取り付け
られている。また、前壁130は、取り付けブラケット
149をも備えているのが望ましい(ブラケットとは、
壁への取り付け物を支持するために当該壁から突出して
設けた構造体のことである)。このブラケット149に
は、プリント回路カード200をプリント回路基板コネ
クタ311に対して挿抜するための外部駆動機構として
用いる作動レバーアーム141が取り付けられている。
前壁130は、電磁妨害遮蔽を実現するのが望ましい場
合は常に、導電性材料で構成するのが望ましい。しか
し、EMI遮蔽が重要でない、あるいは必要でない場合
には、前壁130は高分子その他の非導電性材料で構成
してもよい。また、前壁130は、その前部に開口を備
えているのが望ましい。そうすれば、その開口を通して
プリント回路基板遮蔽板202を見ることができる。本
発明の他の用途では、プリント回路カード200の前縁
に存在する様々な接続可能なコネクタにアクセスしうる
ように、前壁130がその前部に開口を備えてい。その
ようなプリント回路基板コネクタは、前壁130の開口
を通して配置され、たとえば電話線のRJ−11型コネ
クタなどがある。さらに、前壁130は、任意形成され
た光導波路132を収容するための開口を少なくとも1
つ備えているのが望ましい。そうすれば、プリント回路
基板300の前縁に設けられたLEDなどの表示装置
を、外部から見ることができる。
備えており、それらは特定の目的を達成するものであ
る。たとえば、容器で囲まれたプリント回路カード20
0が消費する電力レベルが比較的大きい用途では、上壁
120に図1に示すような開口(121と122)を設
けるのが望ましい。しかし、電力消費が重要でない場合
には、そのような開口を設ける必要はない。同様に、プ
リント回路カード(部品)に対するコネクタ接続が必要
でない場合、前壁130には開口を設ける必要がない。
さらに同様に、電磁妨害が重要な課題でない場合には、
前壁130は導電性でない材料で構成することができ
る。一般に、本発明によって製造されるカートリッジの
非導電性部材は、高分子成形プロセスで形成するのが望
ましい。
部品実装が望ましい場合に、特に有用である。したがっ
て、カートリッジ100の容器形状をできるだけ薄くし
て、隣接する位置にできるだけ多数のカートリッジを配
置するのが望ましい。それゆえ、本発明の好適な実施形
態では、カバー110は一側面にしか設けられていな
い。そのような実施形態では、プリント回路基板300
上に設けられた接合案内350に接合する隆起部111
は、1つしかない。カートリッジ100の反対側には、
隆起部とカバーを設ける必要がない。このような構造に
することにより、カートリッジ100をより薄く形成す
ることができる。本発明のさらに別の変形例では、隣接
する位置に複数のカートリッジが挿入される(本発明で
は好ましい)場合、カートリッジ100はインターロッ
ク接合部材112、113(図16参照)を備えてい
る。これらインターロック接合部材112、113は、
隣接するカートリッジを滑動自在にインターロック(相
互鎖錠)するように機能する。これにより、構造体全体
の強度と剛性が増す。また、このインターロック機構に
より、カートリッジ100の本来両側に設けるべきカバ
ー110などを片側だけで済ますことができる。
であるが、カバー110を取り除いて、カートリッジ1
10の内部部品と封包物をより詳細に示す図である。特
に、図3は、運搬体150に対する位置に端コネクタ2
01が設けられたプリント回路カード200を示してい
る。運搬体150は、本発明の移動可能部であり、下で
述べる図6に示す機構の一部をなしている。図6は、運
搬体150用の好適な機構を説明している。また、図3
は次のことも示している。すなわち、空気循環が所望要
因である、本発明の実施形態では、前壁130も冷気の
流通を容易にする複数の開口131を備えているのが望
ましい。さらに、図3は次の事実をも示している。すな
わち、前壁130もその底部に開口133(図22と図
23を参照)を備えているのが望ましい。この開口13
3は、相互接続されたEMI遮蔽システムの一部として
機能するEMI遮蔽板202のタブ部203(図22参
照)用の退出路をなしている。図3の残りの部分は、運
搬体150とプリント回路カード200の所望の動作を
実現するのに用いる連結されたレバーアームの好適なシ
ステムを特に示すのに役立っている。このレバー機構の
動作と操作は、図4と図5において詳述する。
システムを、図4と図5に示す。特に、回転軸144と
147が固定されている、という点に留意すべきであ
る。特に、回転軸144は、図示するように、前壁13
0の上部の一点に固定されたブラケット149中に固定
されているのが望ましい。同様に、回転軸147は、上
壁120に固定されているのが望ましい。本発明の好適
な実施形態では、上壁120は断面が実質的にU字形を
した高分子材料から成っている。したがって、これによ
り、U字形の溝の端から端までピン状の回転機構を延ば
す機構が実現している。それゆえ、本発明に最も顕著な
点は、好適なてこ機構が、前壁130と上壁120にそ
れぞれ固定された回転軸144と147を備えているこ
とである、ということである。好適なてこ機構は、図示
するように、外部作動レバーアーム141を備えてい
る。回転軸147からは、第2のアーム143が伸びて
いる。外部作動レバーアーム141と第2のアーム14
3とを連結する接続アーム142も示してある。外部作
動レバーアーム141と接続アーム142とは、回転軸
146で連結されている。接続アーム142と第2のア
ーム143とは、回転軸145で連結されている。さら
に本発明に顕著な点は、回転軸145にはピンが設けら
れていることである。このピンは、搬送体150に設け
られた水平スロット中を走行するのが望ましい。スロッ
ト中におけるこのピンの動きが、搬送体150を上下に
動かすのに用いる機構を構成しているのが望ましい。
カード200を基板コネクタ311に完全に挿入した時
点における、本発明の好適な実施形態で用いる様々なア
ームの位置を示している。同様に、図5は、プリント回
路カード200をプリント回路基板300から完全に抜
去した時点における、てこ機構の位置を示している。さ
らに留意点を挙げると、前壁130は回転軸137で上
壁120に回転自在に接続されているから、図4と図5
に示す機構は、次の点で特に有用である。すなわち、こ
の機構によって回転軸147と回転軸146との間の距
離が長くても回転運動が可能になるので、ベゼル(すな
わち前壁130)が回転している間における挿抜に用い
るアームの構成を長くすることができる。
要構成部品から成るのが望ましい、という事実を示して
いる。すなわち、(下で図8を参照して詳述するよう
に)ある程度の柔軟性を備えた心押し台(すべり心受)
150aと、平坦壁部材150bとである。搬送体壁部
材150b(ここでは符号152をも用いて参照する)
は、案内部153を備えている。案内構造体153は、
搬送体150を上壁120に対して均一な垂直運動をさ
せるようにさねはぎ様構造を備えている(「さねはぎ」
とは、一方の板の側面にうがった溝に他方の板の側面に
形成した突起を差し込んで両者を接合する板の接合方法
のことである)。また、図6には、調整ブラケット15
1も示してある。調整ブラケット151は、心押し台1
50aに沿って設けられた歯付きスロット中を走行する
上部(見えず)を備えるとともに、上掲した米国特許に
示されているような解放機構と一緒にラチェット・ポー
ル(爪歯止め)を備えている。したがって、調整ブラケ
ット151は、搬送体機構150中に様々な大きさのプ
リント回路カードを保持する機構を実現している。
の図面は、プリント回路カードを1つ1つ並べるのに対
して、本発明による容易な装着方法を説明している。本
発明によるカートリッジ用の部品リストには、次に示す
ものが含まれる。 (1)ベゼルと連結サブアセンブリ(半組立部品)(前
壁130、上壁120、連結機構141〜149、搬送
体150)、(2)カバー110、クリップ154、
(3)ショート・カード・アーム155’、(4)ロン
グ・カード・アーム155”、および、(5)8個のネ
ジ。
プリント回路カード200として、標準のPCI(Peri
pheral Compornent Interconnect; Personal Computer
Interface)カードを用いる。しかし、本発明は、これら
特定のプリント回路カードを用いるものに限定されな
い。
路カード200を挿入する方法を説明するのにあたり、
まず図7を考察する。プリント回路カード200の上前
角をクリップ154に装着し、そのかかと部がスロット
156と係合するようにプリント回路カードを回転させ
ると、プリント回路カード200は図7に示すように位
置する。この操作は、短プリント回路カードと長プリン
ト回路カードの双方に対して行なう。高さの低いカード
を装着するには、クリップ154をスライドさせてカー
ドがクリップ154とかかと156の双方で安全に保持
されるようにする。この操作を実行する適切なスライド
機構の詳細な説明は、上掲した米国特許にある。図7に
示す操作の結果、前壁すなわちベゼル130は現在の位
置から回転することになる。
心押し台部150aを下方に曲げて(150a’)、短
カード・アーム155’または長カード・アーム15
5”を搬送体150に取り付けうるようにする。図8に
は、特に、下方に曲げた状態の、心押し台部150a付
きの搬送体150が示してある。アーム155’と15
5”(1度に使うのはどちらか一方だけ)は、搬送体1
50の心押し台150aに沿ってスライド可能な調整装
置を備えている。特に、本発明の好適な実施形態では、
これらのアームは、ラチェット歯付き条片中をスライド
するとともに、解放可能な爪機構を備えており、それに
より、挿入したプリント回路カード200に寄り添うよ
うになっている。ここでも、上掲した米国特許を参照す
ると詳細がよく分かる。アーム155’、155”をカ
ードの端に位置させるには、アームを水平方向にスライ
ドさせる。アームがカードの端と直角の場合には、アー
ムをカードの端の位置から押下して、短カード・アーム
155’または長カード・アーム155”の底部にある
クリップ部すなわちかかと部に係合するようにする。
壁120から一時的に取り外し、ベゼル130の前部に
その目的で設けられた開口133を通してプリント回路
カード200の遮蔽板202上に一時的なタブ203を
取り付けうる、ということを示している。また、図9
は、(それぞれ短カード位置と長カード位置にある)ア
ーム155’とアーム155”との間の相対的な位置関
係をも示している。
ともに、組立体の別の側面を示す図である。特に、図1
1には、かすがい136が示してある。かすがい136
は、前壁130の底部から実質的に斜め方向に伸び、前
壁130の上部からいくぶん離れた場所で上壁120に
固定されている。ブラケット(すなわち、かすがい)1
36は、金属から成るのが望ましい。ブラケット136
は、既存の任意の手段、特にスポット溶接によって前壁
部材130に取り付けられている。ブラケット136
は、剛性を増大させるので、部品群に高分子材料を用い
る場合には特に望ましい。
面に設けられたノッチ139が示してある。ノッチ13
9を設けるのは、プリント回路カードを装着する間に前
壁130を組立体に再取り付けするときに、クリップす
なわちかかと156が通過するのを容易にするためであ
る。このノッチ139の詳細を図11に示す。
発明のさらに別の側面が示してある。特に、図12に
は、上壁部材120と、前壁すなわちベゼル130と、
心押し台部150aおよび平板部150bを備えた移動
搬送体150との間の関係が示してある。特に、図12
には、ベゼル130から上壁部材120へ伸びるかすが
い136が示してある。かすがい136は、最終的に上
壁部材120に2個のネジ171、172によって取り
付けられる(図13参照)。本発明の目的の1つは、構
造上の剛性を維持しながら断面形状をできるだけ薄くす
ることであるから、図に示すように、搬送体の板部15
0bも凹所157を備えているのが望ましい。凹所15
7が存在するので、図13に示すように、かすがい13
6を上壁通路支持体120に設けられた対応する凹所1
29をはめ込み、ネジ171、172を用いて固定する
ことができる。さらに、上壁120と移動可能な搬送体
150の双方は、スライド可能な接合部153を備えて
いる。これらの接合部153は、レバー141を駆動し
て垂直方向に動かすのを容易にしうるように案内を改善
する役割を果たしている。これらの接合部153にはさ
ねはぎ構造を用いて、好適なスライド接合部を形成する
ようにしている。図12と図13において、前壁すなわ
ちベゼル130がノッチ139を備えているのが分か
る。ノッチ139は、組み立てを容易にするために、か
つ、特にクリップ156の通過を容易にするために設け
てある(図7参照)。
ーム155’およびその使用方法が示してある。特に、
図13に示す特定の形状をした調整アーム155’は、
短プリント回路カードを支持するために用いるものであ
る。さらに、図13には、タブ204が示してある。タ
ブ204は、プリント回路カードに取り付けられたEM
I遮蔽板202の上部に設けるのが望ましい(図14と
図15も参照)。特に、このタブ204は、打ち抜きま
たはプレス形成した熊手を備えているのが望ましい。こ
の熊手は、ベゼル130の前壁部の内部に対してスライ
ドし、電気的接触をたやさないようにされている。この
結果、レバー141を駆動して搬送体150とプリント
回路カード200を所定の位置に移動させる際に、EM
I遮蔽を維持し続けることができる。留意点を挙げる
と、レバー141を駆動することによりこの移動を行な
うときに、EMI遮蔽板202も下方に移動させると、
ベゼル130に設けた開口133を通してタブ203を
移動させることができる。
終組み立て工程を示している。特に、図14に示すよう
に、カバー110を所定の位置にスライドさせ、ネジ1
76、177、178を用いて上壁部材120に固定す
る。最後に、前壁部材130を最終位置まで回転させ、
図14に示すように、ネジ174、175を介して組立
体に固定する。完成した組立体を、等角投影図として図
15に示す。
ジについて説明したので、次に、本発明のカートリッジ
と一緒に使うプリント回路基板を説明する。特に、図1
6には、プリント回路基板300に完全に挿入したカー
トリッジ100が示してある。特に留意すべき点を挙げ
ると、カバー110上に設けられた隆起部111は、プ
リント回路基板300に固定された案内350に設けら
れた溝すなわちスロット351と、補強材330に設け
られた開口を通して係合している。さらに留意点を挙げ
ると、カートリッジ100はインターロック機構11
2、113を備えているのが望ましい。図16におい
て、カートリッジ100を収容しているスロットのちょ
うど右のスロットに本発明によるカートリッジを挿入す
るものとすると、その接合インターロック部113が、
すでに示してあるカートリッジ100の対応する接合イ
ンターロック部112と係合することになる。このよう
に、本発明によるプリント回路基板に複数のカートリッ
ジを挿入すると、インターロック構造が形成される。こ
のインターロック構造によって、強度、剛性、および位
置合わせ特性が向上する。
な列を成す開口331、332も示してある。これらの
開口によって、EMIスプリング遮蔽部材500の挿入
が容易になる。EMIスプリング遮蔽部材500につい
ては、下で詳述する(図24と図25参照)。EMI遮
蔽板202のタブ部203が係合するのは、このEMI
遮蔽スプリング500である。タブ203は、ベゼル1
30に設けられた開口133を通して下方に向かって配
置されている。これにより、プリント回路カード200
と補強材330との間は、連続的にEMI遮蔽される。
補強材330は、EMI遮蔽を目的として用いる場合に
は、導電性の金属で構成するのが望ましい。
7には、協働する本発明のサブシステムが多数示してあ
る。図16の場合と同様に、図17は、カートリッジ1
00とプリント回路基板300との間の協働相互作用
を、特にプリント回路基板300上に設けられた案内3
50について示している。案内350は、カートリッジ
を挿入する際に役に立つ案内として機能する任意形成の
位置合わせタブ353をも備えている。本発明のシステ
ムでは、カートリッジ100を、案内350に設けられ
たスロットすなわち溝351(図18参照)に位置合わ
せしたのち挿入し、図17に示す位置を占めるように操
作している。この時点で、レバー・アーム141を好ま
しくは引き上げる方向に動かす。これにより、内部に配
置された搬送体150が下向きに移動して、カード端コ
ネクタ201を対応するプリント回路基板コネクタ31
1に挿入する。レバー・アーム141が動いている間、
タブ203を備えた板202が同じく下向きに動くの
で、タブ203は、補強材330と接触済みのEMI遮
蔽スプリングと接触することになる。
い位置決めの様子も示してある。すなわち、基板挿抜機
構400の大半が図17に見られる。基板挿抜機構40
0の補足的な側面は、下で詳述する。しかし、平歯車4
11と歯付きアーム420(図21参照)は、図17中
で見ることができる。
面端に配置された背面基板端コネクタ340の包有物も
示してある。また、図17からは、プリント回路基板自
体の観点から見た本発明の好適な構造も分かる。特に、
プリント回路基板300は、前縁基盤320、プリント
回路副基板310、および、補強材330を備えてい
る。補強材330は、EMI遮蔽用に用いる場合には、
金属から成るのが望ましい。しかし、EMI遮蔽が重要
でないような本発明の実施形態の場合には、補強材33
0の製造に非導電性の材料を用いてもよい。しかしなが
ら、本発明の好適な実施形態では、補強材330は打ち
抜き形成した一枚の金属であるのが望ましい。
プリント回路基板構造の場合によくあることであるが、
ある種の回路部品は表面から上方に伸びている。したが
って、補強材330は、たとえばキャパシタ342およ
び/またはヒート・シンク341などの部品をとおすた
めに、選択的に設けた開口を備えている。(「Aおよび
/またはB」は「AおよびB、A、またはB」を表わ
す。)また、電子工学分野の当業者が容易に認識しうる
ように、補強材330に対して他の部品を用いてもよい
し、部品を異なった場所に配置してもよい。
詳細に示す図である。特に、プリント回路基板コネクタ
311が基板レベルの案内350の列の間に配置されて
いるのが分かる。本発明の好適な実施形態では、案内3
50は、成形工程で容易に製造できるように、合成高分
子(構造)で形成する。
かつ接続されているカートリッジ100と一緒にプリン
ト回路基板300全体を挿抜ために本発明で用いている
機構を説明する。この機構の好適な実施形態は、歯部4
19を備えた強固な駆動アーム420を備えている。こ
の駆動アーム420は、補強材330の成形部に取り付
けられたプレート412に取り付けられた平歯車411
(図21参照)が駆動する。(これらは、図21に詳細
に示す)。平歯車411は、アレンレンチ(六角レン
チ)の挿入用に六角形の中心開口413を備えているの
が望ましい。アレンレンチは平歯車411を回転させ、
これにより、平歯車411は駆動アーム420を、基盤
支持部材320の凹み溝部中を内外方向に動かす。駆動
アーム420には、少なくとも1つのレバー・アームが
取り付けられているのが望ましい。本発明の好適な実施
形態では、2個のレバー・アームを備えている。これら
のレバー・アーム421a、421bを図19と図20
に示す。レバー・アーム421a、421bは、ピンま
たはリベット422で駆動アーム420に回転自在に取
り付けられている。また、レバー・アーム421a、4
21bは、図20で最もよく見うるように、それぞれピ
ン423a、423bをも備えている。これらのピン4
23a、423bは、基盤支持部材320に形成された
スロット360a、360b中をそれぞれ走行する。
が最も適切であるが、駆動アーム420を内側に駆動す
ると、駆動アーム420は、レバー・アーム421a、
421bとともにその形状を図20に示す「Y」字形か
ら図19に示す「T」字形に変化させる。これらのアー
ムの形状が変化すると、レバー・アーム421a、42
1bの端が、プリント回路基板が挿入される格納装置す
なわちフレームに設けられたピンを押す。これらのピン
は、図示するようにプリント回路基板300の外側の対
応する位置430a、430bに設けられている。外部
格納装置上のピン位置に対応するのは、これらの位置で
ある。同様に、抜去操作の間には、レバー・アーム42
1a、421bの他の端が、スロット435a、435
b中に水平に設けられた外部ピンをそれぞれ押す。これ
らのスロットは、基盤支持部材320中に設けられてい
る。しかし、これらのスロット中に設けられたピンは、
実際上、プリント回路基板が挿入される格納装置すなわ
ちフレームの一部をなしている。このように、「逆バッ
クストローク」運動によって、プリント回路基板組立体
全体を、当該基板が接続されている格納装置から容易に
抜去することができる。
部分を説明するのにも役立つ。特に、図21は、補強材
330に設けられた開口331、332中に容易に挿入
しうる形状をしたEMI遮蔽スプリング500の構成部
品を示している。特に、開口331は、前向きに面して
いるスロットすなわちポケット(図25の参照符号50
2)に係合している前縁を備えている。したがって、E
MI遮蔽スプリング500は、補強材300と電気的に
強固に接触している。EMI遮蔽スプリング500の他
端は、開口332中を伸びる可撓性(かとうせい)部5
01を備えている。EMI遮蔽スプリング500の前縁
は、カートリッジを挿入する際にベゼル130と電気的
に接触する先端504を備えている(図22参照)。図
22は、開口331の端をEMI遮蔽スプリング500
に設けられたスロットすなわちポケット502の中に挿
入した様子を示している。図22は、ベゼル130に設
けられた開口133中を伸び完全に下向きの位置にある
遮蔽板202をも示している。こうする際に、遮蔽板2
02に設けられたタブ203もEMI遮蔽スプリング5
00の一部と電気的に係合する。特に、タブ203は、
図24に示す端507に係合する。
500の構造を詳細に示す図である。EMI遮蔽スプリ
ング500は、図示するように、1枚の金属板を打ち抜
き形成したものであるのが望ましい。このEMI遮蔽ス
プリング500の好ましい材料としては、ステンレス鋼
の代替物を含むベリリウム銅が挙げられる。図24は所
望の構造体の上面図であり、図25は側面図である。E
MI遮蔽スプリング500には、端505と507との
間に開口が設けられている。これらの開口を通して、端
507と接触するようにタブ203が配置されている。
領域509は、領域501として示す構造体のタブ領域
である。上端すなわち先端504は、ベゼル130の底
部に係合している。留意すべきは、ポケットすなわちス
ロット502が補強材330に設けられた開口331の
端に係合している点である。特に留意すべき点を挙げる
と、打ち抜き形成したEMI遮蔽スプリング500は熊
手503を備えているのが望ましい。熊手503は、E
MI遮蔽スプリング500自身を製造する際に用いる打
ち抜き工程によって形成することができる。熊手503
を用いるこより、EMI遮蔽スプリング500と補強材
330との間の電気的接触が改善される。さらに留意す
べき点を挙げると、図25は、図24にも見られる複数
の表面すなわち端面を識別しうる点で役に立つ。これら
2つの図面(図24と図25)において、対応する部品
には同一の符号が付してある。
願は、プリント回路カードを完全実装した場合であって
もプリント回路基板全体を挿抜しうるようにする、稠密
に実装した、高密度の、十分に遮蔽されたプリント回路
基板とカートリッジの構造体を提供するのを目的とす
る、構造体と装置の相互に関係するシステムを記述する
ものである。特に、本発明のプリント回路カード用カー
トリッジは、協働的な格納装置と基板レベルの案内用の
挿入構造を提供するとともに、プリント回路カードの挿
入前、挿入中、および挿入後に完全に動作する統合EM
I遮蔽システムをも含んでいる。さらに、本発明のシス
テムは、プリント回路カードを完全実装した場合であっ
ても、挿抜する力を支えうる比較的堅いプリント回路カ
ードを含む。
ら、プリント回路カード自体に設けられた対応するEM
I遮蔽構造体に接合するとともに適合する間断なきEM
I遮蔽を実現する構造体を含む。さらに、本発明で用い
るカートリッジは、プリント回路カードの挿入を比較的
容易にする回転自在に取り付けられた部品を備えている
のが望ましい。最後に、これに限定されるわけではない
が、本出願に記載されたシステムと装置は、個別にある
いは集合的に、様々な実施形態において、すべてを同時
に行なう必要はないけれども、上述したすべての目的を
実現している。
明したけれども、当業者は、多くの変更と変形をなしう
る。このような変更と変形は、すべて、本発明の本旨と
範囲のうちのものである。
トリッジを収容する回路基板であって、プリント回路基
板と、前記回路基板上に取り付けられるとともに隣接す
る複数の案内手段であって、当該複数の案内手段から成
る実質的に平行な列中に配置されており、各列は少なく
とも1つの実質的に水平なスロットを備えており、当該
水平なスロットは同一の列中の他の案内手段中に存在す
る他の実質的に水平なスロットと同一線上にあり、挿入
する際に前記カートリッジが垂直方向に動くのを防止す
る、複数の案内手段と、前記プリント回路基板上の前記
案内手段の列の間に配置され、電子回路カードの端コネ
クタを収容するコネクタとを備えた回路基板。 (2)各列中の前記案内手段が少なくとも1つの実質的
に垂直なスロットをも備え、前記垂直なスロットが同一
列中の他の案内手段中に存在する他の実質的に垂直なス
ロットと同一線上にあり、前記カートリッジが水平方向
に動くのを防止する、上記(1)に記載の回路基板。 (3)前記案内手段が非導電性の材料から成る、上記
(1)に記載の回路基板。 (4)前記案内手段が高分子材料から成る、上記(1)
に記載の回路基板。 (5)前記複数の案内手段が単一の一体成形された構造
体から成る、上記(1)に記載の回路基板。 (6)さらに、基板補強部材を備えている、上記(1)
に記載の回路基板。 (7)前記基板補強部材が、前記案内手段を前記基板に
取り付けるのに用いる少なくとも1つの開口をその中に
備えている、上記(6)に記載の回路基板。 (8)端コネクタを備えた電子回路カードを備えたカー
トリッジを収容する回路基板であって、プリント回路基
板と、前記回路基板に取り付けられるとともに隣接する
複数の案内手段であって、前記案内手段から成る単一の
列に配置されており、前記列は少なくとも1つの実質的
に水平なスロットを備えており、前記実質的に水平なス
ロットは前記列中の他の案内手段中に存在する他の実質
的に水平なスロットと同一直線上にあり、前記端コネク
タを挿入する際に前記カートリッジが垂直方向に動くの
を防止し、かつ、前記案内手段は少なくとも1つの実質
的に垂直なスロットをも備えており、前記実質的に垂直
なスロットは前記列中の他の案内手段中に存在する他の
実質的に垂直なスロットと同一直線上にあり、前記カー
トリッジが水平方向に動くのを防止している、複数の案
内手段と、前記プリント回路基板上の前記案内手段の列
の間に配置され、電子回路カードの端コネクタを収容す
るコネクタとを備えた回路基板。 (9)端コネクタを備えた電子回路カードを備えたカー
トリッジを収容する回路基板であって、プリント回路基
板と、前記回路基板に取り付けられるとともに隣接する
複数の案内手段であって、前記案内手段から成る平行な
列に配置され、各列は少なくとも1つの水平なスロット
を備え、挿入する際に前記カートリッジが垂直方向に動
くのを防止する、複数の案内手段と、前記プリント回路
基板上の前記案内手段の列の間に配置され、電子回路カ
ードの端コネクタを収容するコネクタとを備えた回路基
板。
である。
除いた、図2に示すカートリッジの側立面図である。
ドを完全に挿入したときのレバー・アームの側立面図で
ある。
ムの位置を示す点を除いて、図4と同様のレバー・アー
ムの側立面図である。
ド搬送機構との組み合わせを示す等角投影図である。
に装着する一連の操作を示す図である。
に装着する一連の操作を示す図である。
に装着する一連の操作を示す図である。
ジに装着する一連の操作を示す図である。
ジに装着する一連の操作を示す図である。
ジに装着する一連の操作を示す図である。
ジに装着する一連の操作を示す図である。
ジに装着する一連の操作を示す図である。
ジに装着する一連の操作を示す図である。
た1個のスロットに挿入された、本発明のカートリッジ
を示す等角投影図である。
個挿入されたプリント回路基板全体を特に示す等角投影
図である。
示すとともに、本発明で用いるのが望ましい案内システ
ムを特に示す等角投影図である。
すとともに、プリント回路基板の望ましい挿抜機構を特
に示す等角投影図である。
を(詳細拡大して)示す等角投影図である。
等角投影図である。
回路基板の遮蔽板、カートリッジのベゼル、EMI遮蔽
スプリング、および導電性補強部材構造体に関して特に
示す側立面断面図である。
22に示すシステムの部分拡大図である。
MI遮蔽スプリングの上面図である。
面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】端コネクタを備えた電子回路カードを備え
たカートリッジを収容する回路基板であって、 プリント回路基板と、 前記回路基板上に取り付けられるとともに隣接する複数
の案内手段であって、当該複数の案内手段から成る実質
的に平行な列中に配置されており、各列は少なくとも1
つの実質的に水平なスロットを備えており、当該水平な
スロットは同一の列中の他の案内手段中に存在する他の
実質的に水平なスロットと同一線上にあり、挿入する際
に前記カートリッジが垂直方向に動くのを防止する、複
数の案内手段と、 前記プリント回路基板上の前記案内手段の列の間に配置
され、電子回路カードの端コネクタを収容するコネクタ
とを備えた回路基板。 - 【請求項2】各列中の前記案内手段が少なくとも1つの
実質的に垂直なスロットをも備え、前記垂直なスロット
が同一列中の他の案内手段中に存在する他の実質的に垂
直なスロットと同一線上にあり、前記カートリッジが水
平方向に動くのを防止する、請求項1に記載の回路基
板。 - 【請求項3】前記案内手段が非導電性の材料から成る、
請求項1に記載の回路基板。 - 【請求項4】前記案内手段が高分子材料から成る、請求
項1に記載の回路基板。 - 【請求項5】前記複数の案内手段が単一の一体成形され
た構造体から成る、請求項1に記載の回路基板。 - 【請求項6】 さらに、基板補強部材を備えている、請
求項1に記載の回路基板。 - 【請求項7】前記基板補強部材が、前記案内手段を前記
基板に取り付けるのに用いる少なくとも1つの開口をそ
の中に備えている、請求項6に記載の回路基板。 - 【請求項8】端コネクタを備えた電子回路カードを備え
たカートリッジを収容する回路基板であって、 プリント回路基板と、 前記回路基板に取り付けられるとともに隣接する複数の
案内手段であって、前記案内手段から成る単一の列に配
置されており、前記列は少なくとも1つの実質的に水平
なスロットを備えており、前記実質的に水平なスロット
は前記列中の他の案内手段中に存在する他の実質的に水
平なスロットと同一直線上にあり、前記端コネクタを挿
入する際に前記カートリッジが垂直方向に動くのを防止
し、かつ、前記案内手段は少なくとも1つの実質的に垂
直なスロットをも備えており、前記実質的に垂直なスロ
ットは前記列中の他の案内手段中に存在する他の実質的
に垂直なスロットと同一直線上にあり、前記カートリッ
ジが水平方向に動くのを防止している、複数の案内手段
と、 前記プリント回路基板上の前記案内手段の列の間に配置
され、電子回路カードの端コネクタを収容するコネクタ
とを備えた回路基板。 - 【請求項9】端コネクタを備えた電子回路カードを備え
たカートリッジを収容する回路基板であって、 プリント回路基板と、 前記回路基板に取り付けられるとともに隣接する複数の
案内手段であって、前記案内手段から成る平行な列に配
置され、各列は少なくとも1つの水平なスロットを備
え、挿入する際に前記カートリッジが垂直方向に動くの
を防止する、複数の案内手段と、 前記プリント回路基板上の前記案内手段の列の間に配置
され、電子回路カードの端コネクタを収容するコネクタ
とを備えた回路基板。
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