JP2013041407A - 電子機器及びｐｃｉカード実装構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 カセットを使用せずに、ＰＣＩカードの実装を容易に且つ確実に行なうことを課題とする。
【解決手段】 電子機器の筐体１２は、一部が後退して段差部分が形成された背面を有する。ＰＣＩカードスロットは、筐体の背面に開口し、ＰＣＩカード３０を水平な状態で収容する。中継基板１６は、ＰＣＩカードスロットにＰＣＩカードが差し込まれた際に当該ＰＣＩカード３０のコネクタ３２が接続されるコネクタ１６ｃを有する。ＰＣＩカードスロットにＰＣＩカード３０が装着された状態において、ＰＣＩカード３０のブラケット３４が外部に露出するように、筐体１２の段差部分の側面１２Ａに開口１２ｂが形成される。
【選択図】 図１

Description

実施形態はＰＣＩカードを実装可能な電子機器に関する。

インターネットやＬＡＮを介して接続されるサーバは、ネットワーク機器やファイル装置等の多くの情報処理装置に接続される。複数のサーバを１箇所に設置することが多く、その場合、複数のサーバをラックと称されるユニットシャーシに段積みして搭載するラックマウント方式が採用されることが多い。ラックマウント方式を採用すると、オフィス等において、サーバを始めとする複数の情報処理装置を省スペースで効率よく設置することができる。また、機器の増設や保守管理といった作業を容易に行なうことができる。

一方、サーバにおけるＩ／Ｏインターフェースには、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnection）規格に準拠したＩ／Ｏカード（以下、ＰＣＩカード（ＰＣＩエクスプレスカードも含む）と称する）が多く使用されている。ＰＣＩ規格については、例えば、ＰＣＩ−Ｘ規格、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格等が一般的に用いられている。

ＰＣＩカードのサーバへの取り付け構造は、特に決められた構造があるわけではなく、各メーカーによって様々な取り付け構造が採用されている。ＰＣＩカードは、一般的にサーバ等の電子機器のメイン基板に対して挿抜可能に取り付けられる。ＰＣＩカードは外部機器と接続されることが多く、ＰＣＩカードのブラケットに外部機器との接続用のコネクタが設けられている。したがって、ＰＣＩカードが電子機器に組み込まれた状態で、ブラケットが電子機器の外部に露出するようになっており、露出したブラケットのコネクタに外部接続ケーブルが接続される。

ＰＣＩカードの実装構造として、ＰＣＩカードを電子機器の上面側から内部のメイン基板に取り付ける（ＰＣＩカードのコネクタをメイン基板のコネクタに接続する）ものがある。この場合、ＰＣＩカードを装着するための作業を行なう作業空間を、電子機器の筐体の上部に確保しなければならない。したがって、上述のように電子機器が多段に積み重ねられたラックマウント方式を採用している場合には、電子機器の上部に作業空間を確保ですることができない。このような場合は、積み重ねられた電子機器のうちの作業を行なう電子機器だけをラックから取り出して装着作業を行なわなければならない。

そこで、ラックマウント方式で電子機器を設置している場合、ＰＣＩカードの実装構造として、ＰＣＩカード又はＰＣＩカードを収容したカセットを、電子機器の背面（後面）側から筐体内に挿入してメイン基板に取り付ける構造が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

ここで、ＰＣＩカードの接続コネクタは一般的にブラケットの面に対して垂直な方向となっているため、ブラケットが電子機器の背面に露出するように取り付けるためには、コネクタの接続方向を挿入方向に一致させる必要がある。そこで、ＰＣＩカードをカセットに収容することで、ＰＣＩカードの電子機器への挿入方向と、ＰＣＩカードのコネクタを電子機器のコネクタに接続する方向砥を同じ方向とすることができる。すなわち、カセット内で配線することで、カセットの接続方向をＰＣＩカードのコネクタの接続方向に対して垂直になるように変換している。これにより、電子機器の背面側からカセットを差し込むだけで、ＰＣＩカードのブラケットが電子機器の背面側に露出した状態でＰＣＩカードをメイン基板に接続することができる。

特開平１１−３１３７号公報 特開２００３−１７３２１６号公報

ＰＣＩカードをカセットに組み込んでからカセットごと電子機器の筐体に組み込む実装構造では、ＰＣＩカードより一回り大きなカセットが占める空間を確保しなければならない。このため、一つの電子機器に取り付けることのできるＰＣＩカードの数が少なくなってしまい、必要な枚数のＰＣＩカードを取り付ける空間を確保することが難しくなる。また、カセットをＰＣＩカードとは別個に作成するため、カセットにかかるコストの分、電子機器のコストが上昇してしまう。

また、装置の背面側にブラケットが露出し、ブラケットのコネクタに外部接続ケーブルが接続されるので、装置筐体の背面側において空気流通用の排気孔を設けることのできる面積が少なくなってしまう。このため、電子機器の筐体内の冷却効率が低下するおそれがある。

実施形態によれば、一部が後退して段差部分が形成された背面を有する筐体と、該筐体の前記背面に開口し、カード基板を水平な状態で収容するカードスロットと、該カードスロット内に設けられ、前記カードスロットに差し込まれたカード基板のコネクタが接続されるコネクタを有する中継基板とを有し、前記カードスロットにカード基板が装着された状態において、当該カード基板のブラケットが外部に露出するように、前記筐体の段差部分の側面に開口が形成された電子機器が提供される。

また、ＰＣＩカードを電子機器に実装するためのＰＣＩカード実装構造であって、一部が後退して段差部分が形成された背面を有する筐体と、該筐体の前記背面に開口し、ＰＣＩカードを水平な状態で収容するＰＣＩカードスロットと、該ＰＣＩカードスロットの前記開口とは反対側に配置され、前記ＰＣＩカードスロットにＰＣＩカードが差し込まれた際に当該ＰＣＩカードのコネクタが接続されるコネクタとを有し、前記ＰＣＩカードスロットにＰＣＩカードが装着された状態において、当該ＰＣＩカードのブラケットが前記筐体の外部に露出するように、前記筐体の段差部分の側面に開口が形成されたＰＣＩカード実装構造が提供される。

ＰＣＩカードをカセットに収容せずにそのまま電子機器のＰＣＩカードスロット背面側から挿入して実装することができ、ＰＣＩカードの実装を容易に且つ確実に行なうことができる。

一実施形態による電子機器の一例であるサーバにおけるＰＣＩカード実装構造を示す簡略斜視図である。 筐体の背面段差部分を上から見た平面図である。 複数枚のＰＣＩカードが組み込まれた状態のサーバの内部を示す斜視図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 ＰＣＩカードをＰＣＩスロットに挿入する前の状態のサーバの背面側を示す斜視図である。 ＰＣＩスロットカバーを取る付けた後のサーバの背面側を示す斜視図である。 外部接続ケーブルをＰＣＩカードに取り付けた状態を示す斜視図である。 サーバが積み重ねられた状態で搭載されたラックを前側から見た斜視図である。 ラックを後ろ側から見た斜視図である。 ラックの正面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。

次に、実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は一実施形態による電子機器の一例であるサーバにおけるＰＣＩカード実装構造を示す簡略斜視図である。サーバ１０の筐体１２内には、サーバ機能を提供する電子回路が形成されたメイン基板１４が組み込まれている。筐体１２内には、メイン基板１４の他に例えば冷却ファン等の他の機能部品が配置されているが、図示の便宜上図１には示されていない。

本実施形態では、筐体１２の背面側の角部が切り欠かれて背面に段差が設けられている。図２は筐体１２の段差の部分を上から見た平面図である。

メイン基板１４は、筐体１２内の底部に水平に配置されている。ＰＣＩカード３０は、水平に配置された状態で、そのコネクタ３２が中継基板１６に設けられたコネクタ１６ａに接続される。中継基板１６は、メイン基板１４から垂直に起立しており、ＰＣＩカード３０をサーバ１０の背面側から筐体１２内に挿入する動作だけで、ＰＣＩカード３０のコネクタ３２がコネクタ１６ａに接続されるように配置されている。

なお、後述のように複数のＰＣＩカード３０が積み重ねられた状態で配置されているが、図１では最上部のＰＣＩカード３０のみが示されている。

ＰＣＩカード３０が筐体に収容されてコネクタ３２が中継基板１６のコネクタ１６ａに接続された状態で、ＰＣＩカード３０のブラケット３４は筐体１２の段差の部分の側面から露出している。したがって、ブラケット３４に設けられたコネクタ（図示せず）に外部接続ケーブル４０を接続することができる。図２において、外部接続ケーブル２６は図示の便宜上、一本の実線で示されているが、実際は有る太さを有するケーブルであり、複数本の外部接続ケーブル２６が接続されることが多い。

図３は複数枚のＰＣＩカード３０が組み込まれた状態のサーバ１０の内部を示す斜視図である。図３に示すように、４枚のＰＣＩカード３０の各々は水平な状態で筐体１２の背面に設けられたスロットに差し込まれ、垂直方向に積み重ねられた状態で筐体１２内に収容される。図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。筐体１２の内部は、ＰＣＩスロット間仕切り板１２ａで仕切られＰＣＩスロットが垂直方向に４段に重なった状態で形成されている。一つのＰＣＩスロットに対して一枚のＰＣＩカード３０が挿入される。

ＰＣＩカード３０は、ブラケット３４が筐体１２の段差部分の側面１２Ａに形成された開口１２ｂに一致するように、ＰＣＩスロットに挿入される。ＰＣＩカード３０がＰＣＩスロットに挿入されると、ＰＣＩカード３０のコネクタ３２は、中継基板１６のコネクタ１６ａに対向した位置となる。したがって、ＰＣＩカード３０がＰＣＩスロットに完全に挿入されると、ＰＣＩカード３０のコネクタ３２は中継基板１６のコネクタ１６ａに自動的に接続される。すなわち、ＰＣＩカード３０を水平にして、所望のＰＣＩスロットに挿入するだけで、当該ＰＣＩカード３０の実装が完了する。

メイン基板１４の端部には各種のコネクタ１８−１〜１８−１０が取り付けられる。最下段のＰＣＩカード３０とメイン基板１４との間には空間が設けられるように設定されている。これにより、ＰＣＩカード３０が設けられた部分のメイン基板１４の縁部であって、装置背面に沿った部分にも、コネクタ１８−１〜１８−４を配置することができる。また、筐体１２の段差部分の側面１２Ａに沿った部分にも、コネクタ１８−５，１８−６を配置することができる。さらに、筐体１２の段差部分の背面１２Ｂに沿った部分にもコネクタ１８−７〜１８−１０を配置することができる。すなわち、メイン基板１４の縁部であって、図２中で一点鎖線に沿った部分全てにコネクタを配置することができる。このように、ＰＣＩカード３０を装置背面側から実装することとしても、メイン基板１４の縁に沿ってコネクタを配置することができるため、ＰＣＩカード３０を実装することによってメイン基板１４に設けることのできるコネクタの数が制限されることがない。

図５はＰＣＩカード３０をＰＣＩスロットに挿入する前の状態のサーバ１０の背面側を示す斜視図である。ＰＣＩカード３０は、ＰＣＩスロット間仕切り板１２ａで仕切られて形成されたＰＣＩスロットに挿入された後、ブラケット３４の後端部をネジ３４ａで筐体１２にネジ止めされる。ＰＣＩカード３０をＰＣＩスロットに挿入したら、ＰＣＩスロットカバー２０を筐体１２の背面に取り付けて、ＰＣＩスロットを塞ぐ。ＰＣＩスロットカバー２０は、ネジ２０ａにより筐体１２に固定される。ＰＣＩスロットカバー２０の全面にわたって排気孔２２が設けられており、排気孔２２を通じて筐体１２内の空気（暖かい空気）を筐体外部に排出することができる。

図６はＰＣＩスロットカバー２０を取る付けた後のサーバ１０の背面側を示す斜視図である。筐体１２の段差部分の側面１２Ａにも、開口１２ｂ以外の部分に排気孔２２が設けられ、排気孔２２を通じて筐体１２内の空気（暖かい空気）を筐体外部に排出することができる。さらに、筐体１２の段差部分の背面１２Ｂにも、ほぼ全面にわたって排気孔２２が設けられ、排気孔２２を通じて筐体１２内の空気（暖かい空気）を筐体外部に排出することができる。以上のように、ＰＣＩカード３０を背面側から取り付けても、筐体１２の背面側の大部分に排気孔２２を設けることができ、筐体１２内部から暖かい空気を効率的に排出して冷却効率を維持することができる。

また、図３を参照しながら説明したコネクタ１８−１〜１８−１０は、筐体１２の背面１２Ｃ、筐体１２の段差部分の側面１２Ａ、及び段差部分の背面１２Ｂからそれぞれ露出し、筐体外部から接続ケーブルのコネクタを接続することができる。

図７は外部接続ケーブルをＰＣＩカード３０に取り付けた状態を示す斜視図である。筐体１２の段差部分の側面１２Ａの開口１２ｂ内に、装着されたＰＣＩカード３０のブラケット３４が露出している。図３乃至図６では示されていないが、ＰＣＩカード３０のブラケット３４には、外部接続ケーブルを接続するためのコネクタが設けられている。図７に示す例では、一つのＰＣＩカード３０のブラケット３４に二つのコネクタが設けられており、その各々に外部接続ケーブル２６のコネクタが接続されている。

ＰＣＩカード３０がＰＣＩスロットに装着された後、段差部分の側面１２Ａ側から外部接続ケーブル２６のコネクタをブラケット３４のコネクタに接続することができる。したがって、段差部分の空間は、外部接続ケーブル２６を接続するための作業空間となり、ＰＣＩカード３０に接続した外部接続ケーブル２６が延在する空間でもある。

以上のようにＰＣＩカード３０が実装されたサーバ１０はラックに搭載される。図８はサーバ１０が積み重ねられた状態で搭載されたラック５０を前側から見た斜視図である。図９はラック５０を後ろ側から見た斜視図である。図１０はラック５０の正面図である。 ラック５０は、１３台のサーバ１０を積み重ねた状態で収容することができる。サーバ１０がラック５０に収容されると、サーバ１０の上面と下面は、他のサーバ１０に近接するか接触するので、サーバ１０の上面及び下面には、排気孔を設けることができない。また、一般的なラックの構造はサーバ１０の側面からの排気は考慮しておらず、サーバ１０の側面に排気孔を設けることは好ましく無い。

図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。ラック５０は一対の前柱５４と一対の後柱５６とを有しており、前柱５４と後柱５６とで左右の側壁５２を支えている。サーバ１０がラック５０内に収容されると、サーバ１０の側面は前柱５４と後柱５６に近接するため、サーバ１０の側面から排気したとしても、排気をラック５０の後面側に導くことは難しい。したがって、本実施形態のように、サーバ１０の背面側に排気孔２２を多数設けることができることは、サーバ１０を効率的に冷却するうえで重要である。

次に、ラック５０に収容されたサーバ１０の保守メンテナンス作業について説明する。本実施形態によるサーバ１０に実装されたＰＣＩカード３０の一つを交換する作業を例にとって説明する。

サーバ３０に実装されているＰＣＩカード３０を交換するためには、まず、交換すべきＰＣＩカード３０をサーバ１０のＰＣＩスロットから抜き取る必要がある。そこで、まず、抜き取ろうとしているＰＣＩカード３０の動作を停止してから、当該ＰＣＩカード３０から外部接続ケーブル２６を外す。この作業はサーバ１０の背面側の段差部分に形成された作業空間において容易に行なうことができる。

次に、サーバ１０の背面側からＰＣＩスロットカバー２０を取り外し、交換すべきＰＣＩカード３０をＰＣＩカードスロットから抜き出す。ＰＣＩカード３０のコネクタ３２を中継基板１６のコネクタ１６ａから外す方向は、ＰＣＩカード３０をＰＣＩカードスロットから抜き取る方向と同じである。したがって、単にＰＣＩカード３０を引き出すだけで、ＰＣＩカード３０を中継基板１６から外してＰＣＩカード３０を取り出すことができる。

以上のように、交換すべきＰＣＩカード３０のみの動作を停止して当該ＰＣＩカード３０を容易にサーバ１０から取り外すことができる。したがって、保守点検するサーバをラックから引き出し、サーバ１０の筐体を開けて内部のＰＣＩカードを取り出すといった大がかりな作業を行なう必要はない。また、本実施形態によればＰＣＩカード３０を個別に中継基板１６から取り外すことが可能であり、交換すべきＰＣＩカード３０が接続された中継基板１６に接続された他のＰＣＩカード３０の動作を継続したまま、所望のＰＣＩカード３０のみをサーバ１０から取り外すことができる。

また、本実施形態では、ＰＣＩカード３０を収容するカセットを用いずに、ＰＣＩカード３０自体を実装するため、カセットとＰＣＩカードとの接続を外してからＰＣＩカードをカセットから取り出すといった作業を行なう必要は無い。

所望のＰＣＩカード３０を取り外したら、交換した新たなＰＣＩカード３０をサーバ１０に装着する。具体的には、交換した新たなＰＣＩカード３０を、単にＰＣＩカードスロットに差し込めばよい。ＰＣＩカード３０をＰＣＩカードスロットに差し込むだけで、ＰＣＩカード３０のコネクタ３２は中継基板１６のコネクタに接続され、ＰＣＩカードの装着が完了する。

交換した新たなＰＣＩカード３０をＰＣＩカードスロットに完全に挿入したら、サーバ１０の背面にＰＣＩスロットカバー２０を取り付ける。そして、取り外していた外部接続ケーブル２６を、新たに装着したＰＣＩカード３０のブラケット３４のコネクタに接続する。以上でＰＣＩカード３０の交換作業は終了するので、交換したＰＣＩカード３０を動作させて、正常に動作するかを確認すればよい。

以上のように、本実施形態によれば、他のＰＣＩカード３０の動作を継続したまま所望のＰＣＩカード３０のみを交換することができるので、サーバ１０の筐体を開けたり、中継基板ごと取り外したりする必要は無い。また、複数のＰＣＩカードに対して外部接続ケーブルの取り外し及び接続を行なうなどの複雑な作業を行なう必要が無く、また、作業工程も少ないため、作業ミスのない確実な保守点検作業を実現することができる。さらに、サーバ１０をラック５０に収容したまま、背面側からの作業だけで保守点検作業を行なうことができ、重量のあるサーバ１０をラック５０から取り外したりする必要もなく、作業員が一人でも十分に保守点検作業を行なうことができる。また、カセットを使用しないので、カセットからＰＣＩカードを取り外して、再び新たなＰＣＩカードをカセットに収容し、そのカセットをサーバに装着する、といった面倒な作業を行なう必要が無い。

以上のように、本明細書は以下の事項を開示する。
（付記１）
一部が後退して段差部分が形成された背面を有する筐体と、
該筐体の前記背面に開口し、カード基板を水平な状態で収容するカードスロットと、
該カードスロット内に設けられ、前記カードスロットに差し込まれたカード基板のコネクタが接続されるコネクタを有する中継基板と
を有し、
前記カードスロットにカード基板が装着された状態において、当該カード基板のブラケットが外部に露出するように、前記筐体の段差部分の側面に開口が形成された電子機器。
（付記２）
付記１記載の電子機器であって、
複数の前記ＰＣＩカードスロットが積み重ねられた状態で形成されている電子機器。
（付記３）
付記１又は２記載の電子機器であって、
前記中継基板は、前記筐体内の回路基板から垂直に起立している電子機器。
（付記４）
付記３記載の電子機器であって、
前記カードスロットの下の前記回路基板に外部接続用コネクタが配置され、該外部接続用コネクタは、前記筐体から外部に露出している電子機器。
（付記５）
付記１乃至４のうちいずれか一項記載の電子機器であって、
前記ＰＣＩカードスロットの開口を閉鎖するカバーが前記筐体に取り付けられ、該カバーに排気孔が設けられた電子機器。
（付記６）
付記１乃至５のうちいずれか一項記載の電子機器であって、
前記筐体の前記段差部分の側面に排気孔が設けられた電子機器。
（付記７）
付記１乃至６のうちいずれか一項記載に電子機器であって、
積み重ねた状態で使用する積層型である電子機器。
（付記８）
ＰＣＩカードを電子機器に実装するためのＰＣＩカード実装構造であって、
一部が後退して段差部分が形成された背面を有する筐体と、
該筐体の前記背面に開口し、ＰＣＩカードを水平な状態で収容するＰＣＩカードスロットと、
該ＰＣＩカードスロットの前記開口とは反対側に配置され、前記ＰＣＩカードスロットにＰＣＩカードが差し込まれた際に当該ＰＣＩカードのコネクタが接続されるコネクタと
を有し、
前記ＰＣＩカードスロットにＰＣＩカードが装着された状態において、当該ＰＣＩカードのブラケットが前記筐体の外部に露出するように、前記筐体の段差部分の側面に開口が形成されたＰＣＩカード実装構造。

１０ サーバ
１２ 筐体
１２ａ ＰＣＩスロット間仕切り板
１２Ａ 側面
１２Ｂ，１２Ｃ 背面
１２ｂ開口
１４ メイン基板
１６ 中継基板
１６ａ コネクタ
１８−１〜１８−１０ コネクタ
２０ ＰＣＩスロットカバー
２０ａ ネジ
２２ 排気孔
２６ 外部接続ケーブル
３０ ＰＣＩカード
３２ コネクタ
３４ ブラケット
３４ａ ネジ
５０ ラック
５２ 側壁
５４ 前柱
５６ 後柱

Claims (6)

1. 一部が後退して段差部分が形成された背面を有する筐体と、
   該筐体の前記背面に開口し、カード基板を水平な状態で収容するカードスロットと、
   該カードスロット内に設けられ、前記カードスロットに差し込まれたカード基板のコネクタが接続されるコネクタを有する中継基板と
   を有し、
   前記カードスロットにカード基板が装着された状態において、当該カード基板のブラケットが外部に露出するように、前記筐体の段差部分の側面に開口が形成された電子機器。
2. 請求項１記載の電子機器であって、
   複数の前記ＰＣＩカードスロットが積み重ねられた状態で形成されている電子機器。
3. 請求項１又は２記載の電子機器であって、
   前記中継基板は、前記筐体内の回路基板から垂直に起立している電子機器。
4. 請求項３記載の電子機器であって、
   前記カードスロットの下の前記回路基板に外部接続用コネクタが配置され、該外部接続用コネクタは、前記筐体から外部に露出している電子機器。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の電子機器であって、
   前記ＰＣＩカードスロットの開口を閉鎖するカバーが前記筐体に取り付けられ、該カバーに排気孔が設けられた電子機器。
6. ＰＣＩカードを電子機器に実装するためのＰＣＩカード実装構造であって、
   一部が後退して段差部分が形成された背面を有する筐体と、
   該筐体の前記背面に開口し、ＰＣＩカードを水平な状態で収容するＰＣＩカードスロットと、
   該ＰＣＩカードスロットの前記開口とは反対側に配置され、前記ＰＣＩカードスロットにＰＣＩカードが差し込まれた際に当該ＰＣＩカードのコネクタが接続されるコネクタと
   を有し、
   前記ＰＣＩカードスロットにＰＣＩカードが装着された状態において、当該ＰＣＩカードのブラケットが前記筐体の外部に露出するように、前記筐体の段差部分の側面に開口が形成されたＰＣＩカード実装構造。