JP2022112414A - 基板装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に実装されたコネクタ同士を容易に嵌合することができる基板装置を提供する。【解決手段】基板装置１において、ベース基板１０には、穴部である第１のガイド部１０ｃが第１の主面１０ａ上に形成されている。スロット基板２０には、第１のガイド部１０ｃと嵌合する第２のガイド部２０ｃが側面２０ｂ上に形成されている。コネクタ１１は、第１のガイド部１０ｃを基準としてベース基板１０に実装されており、コネクタ２１は、第２のガイド部２０ｃを基準としてスロット基板２０に実装されている。第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃとが互いに嵌合すると、コネクタ１１とコネクタ２１とが、互いに嵌合する。【選択図】図６

Description

本開示は、基板装置に関する。

筐体内に設けられたスロットにスロット基板を差し込んで、バックボードとなるベース基板とコネクタ接続するスロットイン構造の基板装置が知られている。例えば、特許文献１、２には、スロット基板側に凸状のガイド部品を設けるとともにバックボード側に第１のガイド部を設け、ガイド部品をガイド孔に差し込むことで両コネクタを容易に嵌合することができる基板装置が開示されている。

特許第４９５９００２号公報 特開２００４－３３５６５０号公報

上述の基板装置では、スロット基板側のコネクタ及びバックボード側のコネクタの基板上の取り付け位置は、設計上の位置からずれる場合がある。同様に、ガイド部品についても、組み立て時に設計上の位置に対してずれる場合がある。ガイド部品の取り付け位置の位置ずれが大きい場合には、両コネクタを嵌合させるのが困難になる。両コネクタの良好な嵌合を実現するためには、基板に実装される両コネクタの実装位置の位置公差及びガイド部品の取り付け位置の位置公差を厳格なものにする必要がある。

本開示は、上記実情の下になされたものであり、部品の取り付け位置の位置公差を厳格なものとすることなく、基板に実装されたコネクタ同士を容易に嵌合することができる基板装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示に係る基板装置において、第１の基板には、穴部又は凸部である第１のガイド部が主面上に形成されており、第２の基板には、第１のガイド部と嵌合する第２のガイド部が側面上に形成されている。第１のコネクタは、第１のガイド部を基準として第１の基板に実装されており、第２のコネクタは、第２のガイド部を基準として第２の基板に実装されている。第１のガイド部と第２のガイド部とが互いに嵌合すると、第１のコネクタと第２のコネクタとが、互いに嵌合する。

本開示の構成によれば、第１、第２の基板自体に形成された第１、第２のガイド部を基準に、第１，第２のコネクタが実装されているので、部品の取り付け位置の位置公差を厳格なものとすることなく、基板に実装されたコネクタ同士を容易に嵌合することができる。

実施の形態１に係る基板装置の斜視図 実施の形態１に係る基板装置におけるベース基板の斜視図 実施の形態１に係る基板装置におけるスロット基板の上面図 （Ａ）は、実施の形態１に係る基板装置において第１のガイド部を第２のガイド部との嵌合方向に見た図、（Ｂ）は、実施の形態１に係る基板装置においてベース基板を一部破砕してその側面から第１のガイド部を見た図 （Ａ）は、実施の形態１に係る基板装置において第２のガイド部を第１のガイド部との嵌合方向に見た図、（Ｂ）は、実施の形態１に係る基板装置におけるスロット基板の拡大上面図 実施の形態１に係る基板装置においてスロット基板を挿入している様子を示す斜視図 （Ａ）は、実施の形態１に係る基板装置において第２のガイド部を第１のガイド部に挿入する前の状態を示す図、（Ｂ）は、実施の形態１に係る基板装置においてスロット基板の挿入が完了した状態を示す図 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１に係る基板装置において第２のガイド部の一部が第１のガイド部に入り込んだ状態を示す図 実施の形態１に係る基板装置において第２のガイド部と第１のガイド部とが嵌合し、コネクタ同士が嵌合した状態を示す図 （Ａ）は、実施の形態１に係る基板装置において第１のガイド部が形成される様子を示す斜視図、（Ｂ）は、実施の形態１に係る基板装置において第２のガイド部が形成される様子を示す斜視図 実施の形態２に係る基板装置を構成するベース基板の第１のガイド部の上面図 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態３に係る基板装置を構成するベース基板の第１のガイド部の上面図 実施の形態４に係る基板装置を構成するベース基板の第１のガイド部の上面図 実施の形態５に係る基板装置を構成するベース基板の第１のガイド部の上面図 実施の形態６に係る基板装置において、第２のガイド部の底面に部品が実装された状態を示す図 実施の形態７に係る基板装置において、第２のガイド部の底面にストッパが実装された状態を示す図 （Ａ）は、実施の形態８に係る基板装置における第１、第２のガイド部の配置を示す図、（Ｂ）は、実施の形態８に係る基板装置において第１、第２のガイド部の配置の変形例を示す図 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態に係る基板装置における第２のガイド部及び第１のガイド部の変形例を示す図 実施の形態に係る基板装置における第１のガイド部の形状の変形例を示す図 実施の形態に係る基板装置における第１のガイド部の形状の別の変形例を示す図 （Ａ）及び（Ｂ）は、実施の形態１に係る基板装置において、第２のガイド部の形状の変形例を示す図 実施の形態２に係る基板装置の変形例の斜視図

本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。各図では、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸から成る３軸直交座標系を規定している。水平面をｘｙ面とし、上下方向をｚ軸方向とする。以下では、この座標系を参照して説明を行う。

実施の形態１．
図１に示すように、基板装置１は、直方体状の筐体である外箱２を備える。外箱２は、ｘｙ面に水平な床面に敷設される底板２ａと、底板２ａにｙ軸方向に平行に立設された背板２ｂと、背板２ｂのｙ軸方向の両側に立設された外側板２ｃと、背板２ｂ及び外側板２ｃの＋ｚ端に載置された天板２ｄと、を備える。底板２ａ、背板２ｂ、外側板２ｃは連結され、背板２ｂ、外側板２ｃ及び天板２ｄは互いに連結されている。これにより、底板２ａ、背板２ｂ、外側板２ｃ、天板２ｄとで囲まれた内部空間が形成されている。

外箱２の内部空間には、一対の内側板２ｅが設けられている。一対の内側板２ｅは互いにｙ軸方向に間隔を空けて対向して配置されている。一対の内側板２ｅには、互いに対向する位置にガイドレール３，４が形成されている。ガイドレール３，４には、対向する側にｘ軸方向に延びる凹状のレール部分が形成されている。外箱２には、背板２ｂに対向する側に開口が形成されており、この開口から、ガイドレール３，４への後述のスロット基板２０の差し込みが可能となっている。基板装置１では、一対のガイドレール３，４により、複数のスロットが形成されて、基板装置１のスロットイン構造が構築されている。

［基板を含む構成］
図１，図２及び図３に示すように、基板装置１は、第１の基板の一例としてのベース基板１０と、第２の基板の一例としてのスロット基板２０と、を備える。図２に示すように、ベース基板１０は、部品を実装する実装面である第１の主面１０ａを有している。図３に示すように、スロット基板２０は、部品及び電子回路を実装する実装面である第２の主面２０ａと、側面２０ｂとを有している。

図１、図２に示すように、ベース基板１０は、上記開口を介してバックボードとして外箱２内に収容される。ベース基板１０は、第１の主面１０ａが＋ｘ側を向くように背板２ｂに取り付けられている。

図１に示すように、スロット基板２０は、第２の主面２０ａが＋ｚ側を向いた状態で、側面２０ｂの両端部から、ガイドレール３，４の凹状のレール部分に挿入される。これにより、ベース基板１０の第１の主面１０ａは、ガイドレール３，４に沿って挿入されたスロット基板２０の側面２０ｂに対向する。

［第１のガイド部］
図２に示すように、ベース基板１０の第１の主面１０ａ上には、第１のガイド部１０ｃが形成されている。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、第１のガイド部１０ｃは、第１の主面１０ａに直交する方向、ｘ軸方向から見て円形、全体として円柱状の貫通穴である。第１のガイド部１０ｃは、後述のように、ルータ装置による切削加工により形成される。したがって、第１のガイド部１０ｃの設計上の位置からの位置ずれ、すなわち加工誤差は、ベース基板１０に凹状の部材を取り付けた場合の位置ずれ、すなわち組み立て誤差よりも小さくなる。図２では、ベース基板１０では、スロット毎に第１のガイド部１０ｃが設けられている。

［第２のガイド部］
図３に示すように、スロット基板２０の側面２０ｂ上には、第２のガイド部２０ｃが形成されている。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、第２のガイド部２０ｃは、－ｘ方向に突出した凸部である。後述のように、第２のガイド部２０ｃは、第１のガイド部１０ｃと嵌合する。第２のガイド部２０ｃは、後述のように、ルータ装置による切削加工により形成される。したがって、第２のガイド部２０ｃの設計上の位置からの位置ずれ、すなわち加工誤差は、スロット基板２０に凸状の部材を取り付ける場合の位置ずれ、すなわち組み立て誤差よりも小さくなる。

第２のガイド部２０ｃは、スロット基板２０の一部である。このため、第２のガイド部２０ｃの厚みは、スロット基板２０の厚みと同じとなっており、第２の主面２０ａとは面一である。図５（Ａ）に示すように、第１のガイド部１０ｃと嵌合する嵌合方向に見た第２のガイド部２０ｃの形状は、第２の主面２０ａに沿った辺を長辺とする長方形である。ここで、嵌合方向とは、２つの部材が嵌合するときに、一方の部材が他方の部材に対して相対的に移動する方向をいう。

図５（Ｂ）に示すように、第２のガイド部２０ｃでは、根元から先端に向かって突出する方向に幅が変化している。具体的には、第２のガイド部２０ｃは、その根元に向かって幅が広くなっている。この幅広な部分を根元部４０とする。また、第２のガイド部２０ｃでは、その先端に向かって第２の主面２０ａに沿った幅が細くなっており、根元から先端に向かってテーパ状に形成された先細りの部分を有している。この部分を先端部４１とする。また、根元部４０と先端部４１との間にある第２のガイド部２０ｃの大部分では、第２の主面２０ａに沿った幅が同じである。この部分が、当接部４２である。当接部４２の４つの辺４３は、図４（Ａ）に示す第１のガイド部１０ｃの内壁の位置Ａ～Ｄで第１のガイド部１０ｃの内壁と当接する。これにより第２のガイド部２０ｃが第１のガイド部１０ｃに位置決めされる。

［コネクタ］
図２に示すように、ベース基板１０の第１の主面１０ａには、第１のコネクタの一例であるコネクタ１１が実装されている。コネクタ１１は、第１のガイド部１０ｃの貫通方向に平行な方向、すなわちｘ軸方向を嵌合方向とする。コネクタ１１は、スロット毎に３つずつ設けられている。

スロット基板２０には、第２のコネクタの一例としてのコネクタ２１が実装されている。本実施の形態では、１枚のスロット基板２０につき、コネクタ２１の数が３つとなっている。図３に示すように、コネクタ２１は、第２のガイド部２０ｃが突出する方向に平行な方向、すなわちｘ軸方向を嵌合方向とする。なお、１枚のスロット基板２０につき、コネクタ２１の数は１つ以上あればよい。

コネクタ１１は、第１のガイド部１０ｃを基準とした位置に設けられている。コネクタ２１は、第２のガイド部２０ｃを基準とした位置に設けられている。コネクタ１１と第１のガイド部１０ｃとの位置関係と、コネクタ２１と第２のガイド部２０ｃとの位置関係とは同じである。第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃとが嵌合する嵌合方向は、コネクタ１１及びコネクタ２１が嵌合する嵌合方向に一致している。これにより、第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃとが、互いに嵌合すると、コネクタ１１とコネクタ２１とが嵌合する。

図５（Ｂ）に示す第２のガイド部２０ｃが第１のガイド部１０ｃと嵌合する方向に突出する長さｄ１は、図４（Ｂ）に示すコネクタ２１の嵌合長ｄ２よりも長くなっている。これにより、コネクタ１１とコネクタ２１とが当接するよりも先に第２のガイド部２０ｃと第１のガイド部１０ｃとが当接し、第２のガイド部２０ｃと第１のガイド部１０ｃとで、コネクタ１１とコネクタ２１とが最終的に嵌合する位置までそれらを案内することが可能である。すなわち、第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃとは、互いに嵌合することにより、コネクタ１１に対してコネクタ２１を嵌合位置に案内する。ここで、嵌合長とは、例えば、互いに嵌合する部材のそれぞれの嵌合方向の長さをＡ，Ｂとし、嵌合後の両部材全体の嵌合方向の長さをＣとしたときに、嵌合により短くなる長さ、すなわち、（Ａ＋Ｂ）－Ｃの長さをいう。また、嵌合位置とは、両コネクタ１１，２１が正確に嵌合されたときのコネクタ１１に対するコネクタ２１の相対位置をいう。

［第１のガイド部］
図４（Ａ）に示すように、第１のガイド部１０ｃは、コネクタ１１とコネクタ２１とが嵌合される位置に第２のガイド部２０ｃを位置決めする位置決め部３０と、位置決め部３０に連なって形成され、当接した第２のガイド部２０ｃを位置決め部３０に案内する拡張部３１と、を備える。

位置決め部３０は、図４（Ａ）に示すその内壁の位置Ａ～Ｄで、第２のガイド部２０ｃにおける長方形の四隅に対応する部分、すなわち図５（Ａ）に示す当接部４２の辺４３と当接して、第２のガイド部２０ｃを位置決めする。位置決め部３０の大きさは、コネクタ１１及びコネクタ２１の取り付け位置の位置公差に基づいて、コネクタ１１，２１が取り得る範囲に基づいて定められている。

図４（Ａ）に示すように、拡張部３１では、位置決め部３０から離れるにつれて位置決め部３０に沿った方向の幅Ｗが小さくなっている。このようにすれば、第２のガイド部２０ｃの拡張部３１への入り具合を第２のガイド部２０ｃの位置ずれ、すなわち位置決め部３０からの離れ具合によって変えることができる。

拡張部３１は、位置決め部３０を挟んでｚ軸方向の両側に設けられている。これは、スロット基板２０の厚み方向について第２のガイド部２０ｃの位置を矯正し易くするためである。このようにすれば、第２のガイド部２０ｃが位置決め部３０に対して、＋ｚ側にずれても－ｚ側にずれても、対応することができる。

図４（Ａ）に示すように、本実施の形態では、第２のガイド部２０ｃと嵌合する嵌合方向に見た位置決め部３０と拡張部３１とを合わせた全体の形状が、円形である。位置決め部３０と拡張部３１との間の外縁が滑らかにつながっているため、第１のガイド部１０ｃは、第２のガイド部２０ｃを拡張部３１から位置決め部３０にスムーズに案内することができる。

［スロット基板の挿入作業］
次に、基板装置１へのスロット基板２０の挿入作業について説明する。図６に示すように、ベース基板１０は、すでに外箱２の内部空間に取り付けられているものとする。この状態で、作業者は、外箱２の開口から、第２の主面２０ａが＋ｚ方向を向いた状態でスロット基板２０をガイドレール３，４の凹部のレール部分に挿入し、スロット基板２０を、ベース基板１０に近づけていく。

この基板装置１では、図７（Ａ）に示すように、コネクタ１１とコネクタ２１とが接触する前に、第２のガイド部２０ｃと第１のガイド部１０ｃとが接触する。第２のガイド部２０ｃが、第１のガイド部１０ｃの位置決め部３０に合致する位置に挿入されると、第１のガイド部１０ｃは、図７（Ｂ）に示すように、そのまま位置決め部３０に入り込んで位置決めされる。これによりコネクタ１１とコネクタ２１とが嵌合する。

一方、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、第２のガイド部２０ｃが、第１のガイド部１０ｃの位置決め部３０からずれて入った場合には、拡張部３１の外縁部分と第２のガイド部２０ｃの例えば先端部４１とが接触し、その接触状態の感触がスロット基板２０を把持する作業者に伝えられる。この接触状態の感触により、作業者は、スロット基板２０がどの方向にずれているかを知ることができる。作業者は、図８（Ｂ）の矢印に示すように、第２のガイド部２０ｃが位置決め部３０の方向にスロット基板２０の位置を変化させる。これにより、第２のガイド部２０ｃが、拡張部３１から位置決め部３０の方にずれて位置決め部３０に位置決めされる。第２のガイド部２０ｃが位置決め部３０に位置決めされると、図７（Ｂ）に示すように、コネクタ１１とコネクタ２１とが嵌合する。

このように、最終的には、図９に示すように、第２のガイド部２０ｃは、第１のガイド部１０ｃの位置決め部３０に位置決めされ、コネクタ１１とコネクタ２１とを容易に嵌合させることができる。第２のガイド部２０ｃ、位置決め部３０、拡張部３１のサイズは、コネクタ１１，２１の実装位置の位置公差、ガイドレール３，４の取り付け位置がそれぞれの位置公差の範囲内にあるときに、コネクタ１１とコネクタ２１とを確実に嵌合できるサイズに調整されている。例えば、位置決め部３０の大きさは、ベース基板１０及びスロット基板２０のコネクタ１１，２１の実装位置の位置ずれが位置公差の範囲内にあるときに、コネクタ１１，２１が嵌合されるように規定される。また、第１のガイド部１０ｃの半径は、ガイドレール３，４の取り付け位置の位置ずれが位置公差の範囲内にあるときに、コネクタ１１，２１の嵌合方向に平行な方向に見て第２のガイド部２０ｃと第１のガイド部１０ｃとが重なるように規定されている。

［製造工程］
次に、基板装置１の製造工程について説明する。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、ベース基板１０の第１のガイド部１０ｃ及びスロット基板２０の第２のガイド部２０ｃは、ルータ装置によるルータ加工により製造される。ルータ装置は、エンドミル５０によりベース基板１０及びスロット基板２０を切削する装置である。

ベース基板１０では、第１の主面１０ａにエンドミル５０で第１のガイド部１０ｃを形成した後、第１のガイド部１０ｃの位置を基準として、コネクタ１１を実装する。また、スロット基板２０では、第２の主面２０ａにエンドミル５０で第２のガイド部２０ｃを形成した後、第２のガイド部２０ｃの位置を基準として、コネクタ２１を実装する。コネクタ１１とコネクタ２１との実装位置は、第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃとが嵌合すると、コネクタ１１，２１が嵌合する嵌合位置である。

なお、切削加工ではなく、金型を用いた成形処理により、第１のガイド部１０ｃを有するベース基板１０と、第２のガイド部２０ｃを有するスロット基板２０とを成形するようにしてもよい。

なお、第１のガイド部１０ｃ及び第２のガイド部２０ｃについては、角部についてはＲ加工を行うのが望ましい。第２のガイド部２０ｃの根元部４０の角部は、第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃとの位置決めには寄与しないため、ルータ加工時又は金型加工時に形成される一般的なＲ構造を形成したままでよい。また、第２のガイド部２０ｃの先端部４１の角部については角が鋭敏であるとベース基板１０を傷つける虞があるため、Ｒ構造が形成されているのが望ましい。

なお、本実施の形態では、第２のガイド部２０ｃは凸部であるため、スロット基板２０をベース基板１０に接続する際に、ベース基板１０に実装された部品に接触する可能性がある。この場合、切削加工時に第２のガイド部２０ｃに付着していた切りくずが接触相手に付着して、悪影響を及ぼすおそれがある。特に、切削加工時に第２のガイド部２０ｃに付着したままとなっている切りくずがコネクタ１１、コネクタ２１の嵌合部に入り、それが原因で接触不良が発生する可能性がある。このような不具合の発生を防ぐため、第２のガイド部２０ｃの形成に際しては、ルータ加工によるスロット基板２０に対するエンドミル５０の送り速度を遅くして、第２のガイド部２０ｃを滑らかな形状に切削するのが望ましい。さらに、第２のガイド部２０ｃを切削加工により形成した後に、切りくずが残らないように、清掃を行うのが望ましい。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態に係る基板装置１では、第１のガイド部１０ｃの形状が上記実施の形態１に係る基板装置１と異なる他は、上記実施の形態１に係る基板装置１の構成と同じである。

本実施の形態でも、第１のガイド部１０ｃは、貫通穴である。第１のガイド部１０ｃは、コネクタ１１とコネクタ２１とが嵌合される位置に第２のガイド部２０ｃを位置決めする位置決め部３０と、位置決め部３０に連なって形成され、当接した第２のガイド部２０ｃを位置決め部３０に案内する拡張部３１と、を備えている。第２のガイド部２０ｃとの嵌合方向に見た位置決め部３０の断面形状は長方形である。第２のガイド部２０ｃとの嵌合方向に見た位置決め部３０と拡張部３１とを合わせた全体の形状は、位置決め部３０の外形である長方形と対向する２辺である外縁３３が一致する六角形である。

第１のガイド部１０ｃのｚ軸方向両端の頂点の位置Ｐ１，Ｐ２は、ガイドレール３，４の取り付け位置の位置公差に基づいてガイドレール３，４の案内により第２のガイド部２０ｃが位置する可能性のある範囲を基準に定められている。位置決め部３０は、コネクタ１１，１２の取り付け位置の位置公差を満足する大きさとなっている。

上記六角形の辺の一部である拡張部３１の外縁３２は、第２のガイド部２０ｃに当接して、第２のガイド部２０ｃを位置決め部３０に案内する。位置決め部３０は、ｙ軸方向両端の外縁３３に対応する内壁で、第２のガイド部２０ｃの対向面と当接することにより、第２のガイド部２０ｃを位置決めする。言い換えれば、第２のガイド部２０ｃは、第１のガイド部１０ｃの一対の外縁３３に対応する内壁で挟み込むようにして位置決めされる。

図１１には、上記実施の形態１に係る第１のガイド部１０ｃの輪郭が１点鎖線で示されている。図１１に示すように、本実施の形態に係る基板装置１では、第１のガイド部１０ｃの大きさが上記実施の形態１に係る円形状の第１のガイド部１０ｃよりも小さくなっている。本実施の形態では、特に、拡張部３１が小さくなっている。これにより、ベース基板１０の第１の主面１０ａにおける部品の実装面積を拡大することができる。

また、上記実施の形態１に係る基板装置１のように、コネクタ１１，２１の嵌合方向に見た第１のガイド部１０ｃの断面形状が円形であれば、第２のガイド部２０ｃの向きが変わっても第２のガイド部２０ｃを第１のガイド部１０ｃに挿入可能である。これに対して、本実施の形態２では、拡張部３１の大きさを小さくしているので、第２のガイド部２０ｃの向きが位置決め部３０の向きと異なっている場合に、第２のガイド部２０ｃが第１のガイド部１０ｃと嵌合できないようになっている。また、本実施の形態では、第１のガイド部１０ｃ全体の形状が多角形であるため、第２のガイド部２０ｃと第１のガイド部１０ｃとが篏合した後は、第２のガイド部２０ｃが第１のガイド部１０ｃ内で回転できないようになっている。このようにすれば、コネクタ１１，２１の篏合方向に平行な軸周りのベース基板１０に対するスロット基板２０の回転又は反りを矯正することができる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態に係る基板装置１の構成は、ベース基板１０の第１のガイド部１０ｃの断面形状が異なる他は、上記実施の形態１に係る基板装置１の構成と同じである。

図１２（Ａ）に示すように、本実施の形態でも、第１のガイド部１０ｃは、貫通孔である。第１のガイド部１０ｃは、コネクタ１１とコネクタ２１とが嵌合される位置に第２のガイド部２０ｃを位置決めする位置決め部３０と、位置決め部３０に連なって形成され、当接した第２のガイド部２０ｃを位置決め部３０に案内する拡張部３１と、を備えている。第２のガイド部２０ｃとの嵌合方向に見た位置決め部３０の断面形状は長方形である。第２のガイド部２０ｃとの嵌合方向に見た位置決め部３０と拡張部３１とを合わせた全体の形状は、位置決め部３０の外形である長方形と対向する２辺である外縁３３が一致する八角形である。この八角形は４回回転対称である。

図１２（Ａ）に示すように、スロット基板２０の第２のガイド部２０ｃを、その長手方向がｙ軸方向となる向きで第１のガイド部１０ｃに嵌合した場合には、第２のガイド部２０ｃを位置決めするｙ軸方向に延びた部分が位置決め部３０となる。そして、そのｚ軸方向の両側の領域が拡張部３１となる。

図１２（Ｂ）に示すように、スロット基板２０の第２のガイド部２０ｃを、その長手方向がｚ軸方向となる向きで第１のガイド部１０ｃに嵌合した場合には、第２のガイド部２０ｃを位置決めするｚ軸に延びた長方形の部分が位置決め部３０となる。そして、そのｙ軸方向の両側の領域が拡張部３１となる。

このようにすれば、第１のガイド部１０ｃを、第２の主面２０ａがｙ軸方向に沿った向きで挿入するタイプの装置にも適用することができるし、スロット基板２０の第２の主面２０ａがｚ軸方向に沿った向きで挿入するタイプの装置に適用することができる。これにより、様々なタイプの装置で、第１のガイド部１０ｃを用いることができる。言い換えれば、第１のガイド部１０ｃをその穴形状で標準化することができる。第１のガイド部１０ｃの穴形状を標準化することで、第１のガイド部１０ｃを製造するための治具を様々なタイプの装置で共通化することができる。この結果、基板の製造工程の効率化を実現することができる。

実施の形態４．
次に、実施の形態４について説明する。本実施の形態に係る基板装置１の構成は、ベース基板１０の第１のガイド部１０ｃの断面形状が異なる他は、上記実施の形態１に係る基板装置１と構成と同じである。本実施の形態に係る基板装置１では、第２のガイド部２０ｃと嵌合する嵌合方向に見た第１のガイド部１０ｃの形状は、図１３に示すように、長円形、すなわち楕円形の穴となっている。

本実施の形態でも、第１のガイド部１０ｃは、貫通穴である。第１のガイド部１０ｃは、コネクタ１１とコネクタ２１とが嵌合される位置に第２のガイド部２０ｃを位置決めする位置決め部３０と、位置決め部３０に連なって形成され、当接した第２のガイド部２０ｃを位置決め部３０に案内する拡張部３１と、を備えている。位置決め部３０の大きさは、コネクタ１１、２２の取り付け位置の位置公差を満足する範囲を基準とすることができる。

本実施の形態では、円弧状である拡張部３１が、上記実施の形態１の１点鎖線で示す拡張部３１よりも大きくなっている。これにより、第２のガイド部２０ｃが拡張部３１に入り易くなっている。本実施の形態では、ガイドレール３，４の取り付け位置の位置ずれが大きい場合に有効である。円弧状の外縁３２は、拡張部３１から位置決め部３０まで滑らかにつながっているので、第２のガイド部２０ｃの位置決め部３０にスムーズに案内することができる。

本実施の形態に係る第１のガイド部１０ｃでも、図１０（Ａ）に示すように、エンドミル５０による切削加工により、形成可能である。まず、ルータ装置のエンドミル５０を用いてベース基板１０の第１の主面１０ａ上に円形の貫通穴を形成する。さらに、エンドミル５０を第１の主面１０ａに沿っていずれか一方向に移動させることで、長円形状の第１のガイド部１０ｃを形成することができる。本実施の形態に係る第１のガイド部１０ｃは、一連の加工で容易かつ精度良く形成できるため、ベース基板１０の第１の主面１０ａの位置決め部３０の形状及び形成位置を正確なものとすることができる。

実施の形態５．
次に、実施の形態５について説明する。本実施の形態に係る基板装置１の構成は、ベース基板１０の第１のガイド部１０ｃの断面形状が異なる他は、上記実施の形態１に係る基板装置１の構成と同じである。本実施の形態に係る基板装置１でも、図１４に示すように、第２のガイド部２０ｃとの嵌合方向に見た第１のガイド部１０ｃは、多角形である。

本実施の形態でも、第１のガイド部１０ｃは、貫通穴である。第１のガイド部１０ｃは、コネクタ１１とコネクタ２１とが嵌合される位置に第２のガイド部２０ｃを位置決めする位置決め部３０と、位置決め部３０に連なって形成され、当接した第２のガイド部２０ｃを位置決め部３０に案内する拡張部３１と、を備えている。より具体的には、図１４に示すように、第１のガイド部１０ｃは、長方形状の位置決め部３０と、それぞれが三角形状である２つの拡張部３１と、を組み合わせた形状となっている。三角形状である拡張部３１の底辺に対応する部分は、位置決め部３０に接している。この底辺に対応する部分の長さは、位置決め部３０の長さよりも短くなっている。これにより、位置決め部３０には、外縁３３の他に外縁３３と交差する外縁３５が形成される。位置決め部３０の外縁３５に対応する内壁３５ａと拡張部３１の内壁３２ａとの接続部分に、凸状の角部３４が設けられている。

拡張部３１には、外縁３２に対応する内壁３２ａが形成されている。第１のガイド部１０ｃは、互いに対向する２つの第１の内壁の一例としての内壁３３ａと、内壁３３ａに交差する、対向する２つの第２の内壁の一例としての内壁３５ａとで、第２のガイド部２０ｃを位置決めする。このようにすれば、第２のガイド部２０ｃのｙ軸方向だけでなくｚ軸方向の動きが規制されるので、位置決め部３０が、しっかりと第２のガイド部２０ｃを位置決めすることができる。また、両者に生じる反力を分散して、ベース基板１０、スロット基板２０の双方を変形、破損しにくくすることができる。

本実施の形態では、位置決め部３０に沿った拡張部３１の幅が、１点鎖線で示される上記実施の形態２の拡張部３１の幅よりもさらに狭くなっている。これにより、ベース基板１０の第１の主面１０ａにおける部品の実装面積を拡大することができる。

実施の形態６．
次に、実施の形態６について説明する。本実施の形態では、図１５に示すように、第１のガイド部１０ｃは貫通穴ではなく、凹状の穴としている。第１のガイド部１０ｃの底面には、部品５１が実装されている。第２のガイド部２０ｃが部品５１に当接しないように、第１のガイド部１０ｃに入り込む第２のガイド部２０ｃの長さｄ４が第１のガイド部１０ｃの深さｄ３より短くなっている。第２のガイド部２０ｃが底面３６に実装された部品５１に当たらないように、第２のガイド部２０ｃと部品５１との間隔を十分に空ける必要がある。

実施の形態７．
次に、実施の形態７について説明する。本実施の形態では、図１６に示すように、第１のガイド部１０ｃは貫通穴ではなく、凹状の穴としている。第１のガイド部１０ｃの底面３６には、第２のガイド部２０ｃの入り込みを許容する深さに制限するストッパとなる部品５２が実装されている。部品５２には、例えば弾力のあるもの、例えばゴム素材のものを用いることができる。第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃとの嵌合長として十分な長さを確保した上で、第２のガイド部２０ｃの先端部４１と接触する部品５２を設けることで、第２のガイド部２０ｃの押込み過ぎによるコネクタ１１，２１の破損を防止することができる。

実施の形態８．
次に、実施の形態８について説明する。本実施の形態では、図１７（Ａ）に示すように第２のガイド部２０ｃが、第２の主面２０ａに沿った方向に沿って、側面２０ｂの中央よりも両端に近い位置に設けられている。ガイドレール３，４の近傍に第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃを設けることにより、例えば、点線で示す形状から実線で示す形状のように、スロット基板２０の反りを矯正することができる。このような配置は、スロット基板２０の反りにより変位が最も大きくなるスロット基板２０の中央部分における位置ずれの影響を低減させたい場合に有効である。このように、第１のガイド部１０ｃ及び第２のガイド部２０ｃは、１枚のスロット基板２０につき複数設けることも可能である。

また、図１７（Ｂ）に示すように、第２のガイド部２０ｃが、第２の主面２０ａに沿った方向に沿って、側面２０ｂの両端よりも中央に近い位置に設けられているようにしてもよい。第１のガイド部１０ｃおよび第２のガイド部２０ｃを、中央側に設けることで、ガイドレール３、４のガイド機能の位置決め精度に影響されることなく、コネクタ１１，コネクタ２１を第１のガイド部１０ｃ及び第２のガイド部２０ｃで位置決めし、嵌合させることができる。この場合、ガイドレール３，４の取り付け位置の位置公差の範囲が大きくても、コネクタ１１，２１の嵌合への、ガイドレール３，４の位置ずれの影響を低減することができる。このため、ガイドレール３、４の製造、組立に過度な精度を求める必要がなくなる。また、ガイドレール３、４の製造、組立の精度を高めるための特別な治具を用意する必要もなくなる。

以上詳細に説明したように、上記実施の形態によれば、ベース基板１０自体、スロット基板２０自体にコネクタ１１，２１を嵌合する位置に案内する第２のガイド部２０ｃ及び第１のガイド部１０ｃが形成されているので、部品の位置公差を厳格なものとすることなく、ベース基板１０に実装されたコネクタ１１とスロット基板２０に実装されたコネクタ２１とを容易に嵌合することができる。

より詳細には、第１のガイド部１０ｃは、ベース基板１０自体に形成されており、第２のガイド部２０ｃは、スロット基板２０自体に形成されている。さらに、コネクタ１１は、第１のガイド部１０ｃの位置を基準として形成されており、コネクタ２１は、第２のガイド部２０ｃの位置を基準として形成されている。これにより、コネクタ１１の実装位置の設計上の位置からの位置ずれを低減することができるうえ、コネクタ２１の実装位置の設計上の位置からの位置ずれを低減することができる。このため、コネクタ１１とコネクタ２１とを容易に嵌合することができる。

上記実施の形態によれば、コネクタ１１の実装位置、コネクタ２１の実装位置、ガイドレール３、４の取り付け位置が位置公差の範囲内であれば、第２のガイド部２０ｃと第１のガイド部１０ｃとを嵌合させることにより、コネクタ１１とコネクタ２１とを容易に嵌合させることができる。

また、コネクタ１１，２１は、第１のガイド部１０ｃ及び第２のガイド部２０ｃを基準に位置合わせされる。このため、スロット基板２０に反りが生じていた場合にも、その反りに関わらず、コネクタ１１とコネクタ２１とを容易に嵌合させることができる。

また、上記実施の形態では、ベース基板１０自体に第１のガイド部１０ｃを設け、スロット基板２０自体に第２のガイド部２０ｃを設けることにより、組立時の各部品の実装位置の位置ずれを小さくすることができるため、各部品の実装に特別に厳しい位置公差を設定する必要がなくなる。また、コネクタ１１とコネクタ２１とを嵌合させるために、新たなガイド部品を追加する必要はない。また、第１のガイド部１０ｃと第２のガイド部２０ｃによる案内で、コネクタ１１，２１を目視することなく容易に嵌合することができる。

上記実施の形態に係る基板装置１では、コネクタ１１またはコネクタ２１の実装位置の位置ずれを、それらの実装位置の位置公差の範囲内とすることができる。これにより、コネクタ１１，２１の無理な嵌合が防止されるので、コネクタ１１，２１の破損を防止することができる。また、コネクタ１１とコネクタ２１とが半嵌合状態になるのを防止することができる。このため、出荷試験に合格した基板装置１が出荷された後実際に使用される際に、外界から加えられる振動又は作業時に加えられる外力によりコネクタ１１，２１の嵌合が外れ、基板装置１が動作不良となるのを回避することができる。

上記実施の形態では、第２のガイド部２０ｃの先端形状をテーパ状、すなわち先細りとしている。このようにすれば、ベース基板１０とスロット基板２０とが位置ずれしていても、第１のガイド部１０ｃに第２のガイド部２０ｃの先端が入り易くなる。第２のガイド部２０ｃの先端部４１が第１のガイド部１０ｃに入れば、そのあとは、第２のガイド部２０ｃが第１のガイド部１０ｃにより深く挿入されるにつれて第２のガイド部２０ｃの先端部４１が拡張部３１の外縁３２に沿って案内され、第２のガイド部２０ｃが位置決め部３０に位置決めされる。これにより、コネクタ１１とコネクタ２１とが正確に篏合する。

なお、第２のガイド部２０ｃに先細りした先端部４１のｚ軸方向から見た形状は、上記実施の形態のように、台形とする代わりに三角形状又は円弧形状とすることができる。このような形状でも、第２のガイド部２０ｃを第１のガイド部１０ｃに入り易くすることができる。また、第２のガイド部２０ｃの先端が第１のガイド部１０ｃに入り易いのであれば、第２のガイド部２０ｃの先端部４１を先細りさせる必要はない。また、第２のガイド部２０ｃ全体を先細り形状とするようにしてもよい。

また、図１８に示すように、第２のガイド部２０ｃに段差３７が設けられ、第１のガイド部１０ｃは貫通穴ではなく、凹状の穴とし、段差３８が設けられるようにしてもよい。または、第１のガイド部１０ｃの底面の一部に部品を設置して段差を形成するようにしてもよい。段差３８又は部品は、第２のガイド部２０ｃのストッパとして機能させることができる。この場合、例えば、位置決め部３０の底面を深くし、拡張部３１の底面を浅くして、位置決め部３０と拡張部３１との境界に段差３８を設けるようにしてもよい。また、位置決め部３０を貫通穴とし、拡張部３１を凹状の穴としてもよい。

また、第２のガイド部２０ｃと嵌合する嵌合方向に見た第１のガイド部１０ｃの形状は、図１９に示すような形状とすることができる。この第１のガイド部１０ｃでは、位置決め部３０のｙ軸方向の両端側にも、拡張部３１が設けられている。この場合にも、位置決め部３０では、４辺Ａ～Ｄで第２のガイド部２０ｃと当接して、これを保持することができる。また、第２のガイド部２０ｃのｘ軸周りの回転を防止することができる。なお、第１のガイド部１０ｃの形状は、図２０に示すような円弧状であってもよい。また、拡張部３１は、位置決め部３０のｚ軸方向片側、ｙ軸方向片側だけに設けても良く、位置決め部３０の四方のうち、三方に設けるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、第２のガイド部２０ｃの形状を長方形とした。しかし、これには限られない。第２のガイド部２０ｃの形状を、図２１（Ａ）に示すように、側面を曲面とする形状としてもよいし、図２１（Ｂ）に示すように、側面が山形である形状としてもよい。この場合、位置決め部３０の形状も、第２のガイド部２０ｃの形状に応じた形状とするのが望ましい。また、第１のガイド部１０ｃが、第２のガイド部２０ｃをより強固に固定することができる。

また、上記実施の形態では、第１のガイド部１０ｃを穴部とし、第２のガイド部２０ｃを凸部とした。しかしながら、図２２に示すように、第１のガイド部１０ｃを凸部とし、第２のガイド部２０ｃを凹部としてもよい。この場合、第１のガイド部１０ｃは、３Ｄプリンタにより形成するようにしてもよい。

なお、上記実施の形態では、ガイドレール３，４は、第２のガイド部２０ｃと第１のガイド部１０ｃとが接触する前に、スロット基板２０のガイドの役割を果たすとともに、嵌合後にスロット基板２０を支持する役割も果たしている。上記実施の形態では、ガイド用部材として、第１のガイド部１０ｃ、第２のガイド部２０ｃがスロット基板２０のガイド用部材となっている。したがって、スロット基板２０が軽くてコネクタ１１，２１の嵌合力だけで支持できる場合には、基板装置１が、ガイドレール３，４を備える必要はない。また、基板装置１が設置された環境下ではコネクタ１１，２１の振動による強い外力が加えられることを考慮する必要がなく、コネクタ１１，２１の嵌合力だけでスロット基板２０を支持できる場合にも、基板装置１が、ガイドレール３，４を備える必要はない。

なお、上記実施の形態では、図５（Ｂ）に示す根元部４０の幅を太くすればするほど第２のガイド部２０ｃの強度は増加する。コネクタ嵌合時に第２のガイド部２０ｃと第１のガイド部１０ｃとは互いに接触しながら挿入されていくため、第２のガイド部２０ｃはベース基板１０から反力を受ける。そこで、第２のガイド部２０ｃの根元部４０の幅を図５（Ｂ）に示す当接部４２よりも段差をつけて太くするようにしてもよい。このようにすれば、第１のガイド部１０ｃから加えられる力に対する第２のガイド部２０ｃの強度を大きくすることができる。

ただし、第２のガイド部２０ｃの根元部４０の幅を大きくすれば、公差分を含め、それだけ第１のガイド部１０ｃの幅を大きくする必要があり、第１のガイド部１０ｃが大きくなればなるほど、ベース基板１０の実装面積が小さくなる。そこで、根元部４０の幅は、ベース基板１０において必要な実装面積と、スロット基板２０をベース基板１０に差し込むときの挿入操作のし易さ、組立時に必要な強度との兼ね合いで両者を満足する幅とするのが好ましい。

また、上記実施の形態によれば、スロット基板２０には、コネクタ２１が複数実装されている。このような場合には、図１に示すように、第１のガイド部１０ｃ及び第２のガイド部２０ｃは、コネクタ１１間、コネクタ２１間に設けられるようにするのが望ましい。このようにすれば、各コネクタ１１，２１の位置ずれを均等に低減することができる。

また、拡張部３１の底面は、位置決め部３０に向かって次第に深くなるように傾斜していてもよい。このようにすれば、第２のガイド部２０ｃの先端部４１を位置決め部３０に向かってさらに案内し易くなる。

なお、上記実施の形態では、第１のガイド部１０ｃが、位置決め部３０と、２つの拡張部３１と、で構成されるものとしたが、これには限られない。拡張部３１は１つだけであってもよい。また、第１のガイド部１０ｃが、位置決め部３０だけで構成されるようにしてもよい。このようにしても、コネクタ１１，２１の実装位置の位置ずれに対応することができる。

上記実施の形態のように、第１のガイド部１０ｃ及び第２のガイド部２０ｃの形状は、円形状、楕円状または多角形状のように、適宜変更することが可能である。この場合、部分的に円形で、部分的に多角形というように、第１のガイド部１０ｃ及び第２のガイド部２０ｃの形状を、各種図形を組み合わせた形状とするようにしてもよい。

本開示は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能である。また、上述した実施形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。

１ 基板装置、２ 外箱、２ａ 底板、２ｂ 背板、２ｃ 外側板、２ｄ 天板、２ｅ 内側板、３，４ ガイドレール、１０ ベース基板、１０ａ 第１の主面、１０ｃ 第１のガイド部、１１ コネクタ、２０ スロット基板、２０ａ 第２の主面、２０ｂ 側面、２０ｃ 第２のガイド部、２１ コネクタ、３０ 位置決め部、３１ 拡張部、３２、 外縁、３２ａ 内壁、３３ 外縁、３３ａ 内壁、３４ 角部、３５ 外縁、３５ａ 内壁、３６ 底面、３７ 段差、４０ 根元部、４１ 先端部、４２ 当接部、４３ 辺、５０ エンドミル、５１，５２ 部品

Claims (14)

1. 穴部又は凸部である第１のガイド部が主面上に形成された第１の基板と、
   前記第１のガイド部と嵌合する第２のガイド部が側面上に形成された第２の基板と、
   前記第１のガイド部を基準として前記第１の基板に実装された第１のコネクタと、
   前記第２のガイド部を基準として前記第２の基板に実装された第２のコネクタと、
   を備え、
   前記第１のガイド部と前記第２のガイド部とが互いに嵌合すると、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが、互いに嵌合する、
   基板装置。
2. 前記第１のガイド部は、
   前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとが嵌合される位置に前記第２のガイド部を位置決めする位置決め部と、
   前記位置決め部に連なって形成され、当接した前記第２のガイド部を前記位置決め部に案内する拡張部と、
   を備える、
   請求項１に記載の基板装置。
3. 前記拡張部では、
   前記位置決め部から離れるにつれて幅が小さくなっている、
   請求項２に記載の基板装置。
4. 前記拡張部は、前記位置決め部を挟んで両側に設けられている、
   請求項３に記載の基板装置。
5. 前記第２のガイド部と嵌合する嵌合方向に見た前記位置決め部と前記拡張部とを合わせた全体の形状が、円形又は長円形である、
   請求項４に記載の基板装置。
6. 前記第２のガイド部と嵌合する嵌合方向に見た前記位置決め部の形状が長方形であり、
   前記嵌合方向に見た前記位置決め部と前記拡張部とを合わせた全体の形状が、前記長方形と対向する２辺が一致する多角形である、
   請求項４に記載の基板装置。
7. 前記多角形は、４回回転対称な八角形である、
   請求項６に記載の基板装置。
8. 前記第１のガイド部は、前記穴部であり、
   前記位置決め部が、互いに対向する２つの第１の内壁と、前記第１の内壁に交差する２つの第２の内壁とで、前記第２のガイド部を位置決めする、
   請求項６に記載の基板装置。
9. 前記第２のガイド部は、凸部であり、根元から先端に向かって先細りの部分を有している、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の基板装置。
10. 前記第１のガイド部と前記第２のガイド部とが、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタよりも先に当接するように、前記第２のガイド部が前記第１のガイド部と嵌合する方向に突出する長さが、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとの嵌合長より長くなっている、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の基板装置。
11. 前記第１のガイド部は、凹状の穴であり、
    前記第１のガイド部の底面に部品が実装され、
    前記第２のガイド部が前記部品に当接しないように、前記第１のガイド部と前記第２のガイド部との嵌合長が、前記第１のガイド部の深さより短い、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の基板装置。
12. 前記第１のガイド部は、凹状の穴であり、
    前記第１のガイド部に、前記第２のガイド部が入り込む深さを制限するストッパが設けられている、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の基板装置。
13. 前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部が、前記第２の基板における前記側面の中央よりも両端に近い位置に設けられている、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の基板装置。
14. 前記第１のガイド部及び前記第２のガイド部が、前記第２の基板における前記側面の両端よりも中央に近い位置に設けられている、
    請求項１から１２のいずれか一項に記載の基板装置。

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