JP3762824B2 - 密な間隔で回路基板を挿入するためのキャビネット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にはそのためにキャビネットを開かなくても密な間隔で回路基板を挿入するためのキャビネットに関する。詳細には、本発明は、プリント基板を第１の水平方向に挿入し、次に停止機構に突き当たったら第１の方向に対して垂直に移動させ、それによってエッジ・コネクタまたは同様のコネクタが適切に対応する対合コネクタに直接挿入されるようにする、プリント回路基板を収容するフレームを含む。さらに詳細には、本発明は、パーソナル・コンピュータまたはその他の電子装置に付随する電子回路基板を、カバーを１つも外さなくても、適切に設計された対合するキャビネットに挿入するシステム、キャビネット、および方法を提供する。本発明は特に、本明細書に記載のフレームおよび回路基板アセンブリと共に使用するのに適したケースまたはキャビネットを含む。
【０００２】
【従来の技術】
長年にわたり、パーソナル・コンピュータやその他の電子装置における電子回路基板の挿入と取外しには、基板をマザーボード上の対合ソケットに直接差し込むことができるようにするために、それを囲うキャビネットまたはカバーを取り外す必要があった。この挿入と取り外しの過程は、時間がかかり無駄も多かった。
【０００３】
キャビネットと、装着または取外しする回路基板との間にもっとも望ましい相対的動きを生じさせる機構を設ける試みは他の人々も行ってきたが、失敗している。特に、コネクタに対する回路基板の理想的な動きは、回路基板がコネクタを備えた面に対して垂直に移動する動きであることがわかるであろう。たとえばカード・エッジ・コネクタが接点を伴う水平方向の動きなしに直接挿入されことなどである。たとえば、ティーグノ（Ｔｅａｇｎｏ）に対して発行された米国特許第３８６９１８５号では、カム作用に基づく挿入機構が提供されている。しかし、この構成では接点とコネクタが接触点で互いに対して非垂直な形で移動することに気づく。これは、不要な摩擦が生じ、使用可能なコネクタの性質を制限するという点で望ましくない。特に、この配置構成ではピン接続は適合しない。同様に、トレリーベン（Ｔｒｅｌｅａｖｅｎ）に対して発行された米国特許第５３６６３８５号も、基板上の接点とコネクタとの間の最終的な接続が、（雄または雌の）コネクタをその（それぞれに対応する雌または雄の）対合コネクタに直接挿入するのではなく、回転運動によって行われる点で望ましくない。
【０００４】
差込み式回路カードを使用する電子装置に付随する主な問題の１つは、それらのカードを挿入するための余地がなければならないという暗黙の必要条件があることである。特に、カードをその対合コネクタに対して垂直に挿入しなければならないという前提条件がある。また、一般には、カードを垂直方向に移動させなければならない距離は少なくとも挿入するカードの高さと等しいことも前提である。しかし、この前提は、相互接続のためにコネクタの高さ（最も短いプリント回路基板方向）しか必要としない本発明で克服される。これは、ＰＣＩ、ＡＩＢ、ＩＳＡ、ＥＩＳＡ、またはＭＣＡ標準に準拠した回路基板に特に当てはまる。本発明は特に、これらの標準のうちの１つまたは複数の標準に準拠した電子回路カードを対象とするが、それには限定されず、特に間隔が密な場合に対合コネクタに直接挿入されるエッジに沿ったコネクタを備えたどのような電子回路基板にも適用可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、特に本発明の保持フレームおよび回路基板アセンブリ態様と共に使用可能なキャビネットを提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、挿入の一時点で水平の移動方向が変化し、その時点から後の移動が最初の水平移動に対して垂直の方向になるプリント回路基板アセンブリを挿入するキャビネットであって、そのプリント回路基板アセンブリの取外し時にはこの順序とは逆になるキャビネットを提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本明細書に記載のキャビネットに関する本発明によると、そのエッジに沿った少なくとも１つのコネクタを有するプリント回路基板を収容するフレームが、外側エッジと内側エッジとを有する側面部を含む。この側面部の中には、側面部の内側エッジから側面部の外側エッジに向かって少なくともある程度の距離だけ傾斜するような向きになった１つのスロットがある。このスロットは、少なくともその一端が開いている。フレームは、側面部の内側エッジから延びてその中に内側に向いた方向に開いている少なくとも１つのスロットがあるアーム端部で終わる少なくとも２つのアームも含む。アーム端部は特に、プリント回路基板をフレーム内で外側エッジ部とアーム端部にあるスロットとの間に収容する機構を備える。このフレーム収容機構は、複数の異なるプリント回路基板を収容するのに特に適しており、それらが標準寸法を有する状況で特に有用である。
【００１９】
好ましい実施例では、前述のフレーム内の回路基板の組合せを、側面部の外側エッジが挿入されるほぼＵ字形の溝を有するアクチュエータ・バーと共に使用する。アクチュエータ・バーの溝は、溝の側壁から内側に延び、フレーム内の角度がつけられたスロットにスライド式に挿入されるように配置された少なくとも１つのピンまたはその他の突起も有する。アクチュエータ・バーは、対応するキャビネット・ガイドに挿入される外側に配置された細長い支持タブも備えていることが好ましい。
【００２０】
作業中、プリント回路基板とフレームとアクチュエータ・バー・アセンブリとが本発明のキャビネットまたはケース内のスロットに挿入され、その結果、支持タブが対応するガイド・レール・スロットに入り、そこからアセンブリが本質的に懸架される。フレーム・アーム端部は、アセンブリをスロットに誘導するのを助け、アセンブリの片持ち状またはその他のつっかかる動きを防ぐ役割も果たすことが好ましい。次にフレームと回路基板を、停止機構によってそれ以上の水平方向の動きが阻止されるまでキャビネット・スロットにさらに挿入する。動きが阻止された時点で、アクチュエータ・バーにかかる内向きの圧力によってフレーム上およびプリント回路基板アセンブリ上のコネクタが水平に対して垂直の方向に押し進められ、対合電気コネクタに直接挿入され、その結果、回路基板とその下のマザー・ボードまたはその他の同様の装置との間に電気接続ができる。
【００２１】
本発明の好ましい実施例で、保持フレームと共に使用するのに特に便利なキャビネットについて説明する。このキャビネットは床と、（一般に）床に対してほぼ並行な天井とを備える。このキャビネットは、床と天井を互いに対して固定するために床と天井とに取り付けられた壁面（または必要に応じたその他の手段）も備える。キャビネットは、キャビネットの床上に直接または間接的に配置された少なくとも１つの（典型的には細長い）コネクタも備える。特に、キャビネットの床は回路相互接続のためのマザー・ボードまたはその他の類似した装置も備えることができる。さらに、アクチュエータ・バー上の前述の支持タブがガイド内の対応するスロットとかみ合うことができるようにキャビネットの天井部分に少なくとも１つのガイドを配置し、それによってアセンブリがキャビネット・スロットに挿入されるときにキャビネットが懸架され、誘導されるようにする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明に関する主題については、本明細書の特許請求の範囲の部分で具体的に示し、明確に請求する。しかし、本発明は実施の構成と方法の両方と、本発明の他の目的および利点に関して、添付図面と共に以下の説明を参照すれば最もよくわかるであろう。
【００２３】
本明細書に記載のキャビネット・システムに関係する発明によると、プリント回路基板３０を収容するフレーム１０は、外側エッジと内側エッジとを有する側面部１４を備える。側面部１４は、アクチュエータ・バー２０内の溝を横切って延びる、ピン２１ａおよび２１ｂを受け入れる２つのスロット１１ａおよび１１ｂを備える。スロット１１ａおよび１１ｂは傾斜しており、側面部１４の外側エッジ上で開いている。フレーム１０は、側面部１４の内側エッジから延びる少なくとも２本のアームも備える。これらのアーム１５、１６、および１７は、フレーム１０に収容するプリント回路基板３０の幅３０に応じた寸法である。アーム延長部１５、１６、および１７は、それぞれアーム端部１１、１２、および１３も備えることが好ましく、アーム端部１１、１２、および１３は回路基板３０のエッジを収めるためのスロット（図１には図示されていない）を備える。フレーム１０は、回路基板の担体の役割を果たすフレーム１０に容易にパチンとはまる、プリント基板３０の長さに応じた大きさでもある。また、アーム端部１１、１２、および１３は、本発明のアセンブリをケース、キャビネット、パネルまたはその他の電気装置ラック内の対応するスロットに挿入するときに部分的ガイド部材としても機能することができることに留意されたい。
【００２４】
このアセンブリは、図のような概略Ｕ字形の溝の形態であることが好ましいアクチュエータ・バー２０も使用することが好ましい。本発明の完成アセンブリが対応する装置スロットに挿入される前に、この溝にフレーム１０の側面部１４が挿入される。アクチュエータ・バー２０は、溝を横切って延び、フレーム１０の側面部１４内のスロット１１ａおよび１１ｂに同時に挿入することができるように配置された、ピン部材２１ａおよび２１ｂを備える。アクチュエータ・バー２０は、その外側に細長い側面支持タブ２２も備える。支持タブ２２は、以下で具体的に説明し、図３、図４、および図５に示す、適切に構成されたキャビネット内の対応するガイド・スロットに付随する懸架機能も備える。
【００２５】
本発明の使用中、まず回路基板３０を一般的にはフレーム１０にパチンとはめ込む。この時点で（または好都合であればその前に）、アクチュエータ・バー２０をフレーム１０の側面部１４にはめ合わさる。この操作中、ピン２１ａおよび２１ｂがそれぞれスロット１１ａおよび１１ｂに挿入され、アクチュエータ・バー２０が、これらのピンがそれぞれのスロットの底部にくるように配置される。この構成で、アセンブリを電気システムに挿入する用意ができたことになる。この挿入とそれに対応する取外し操作について以下に具体的に説明する。
【００２６】
アクチュエータ・バー２０は金属ピン２１ａおよび２１ｂを備えためっき金属溝部材を含むことが好ましい。本発明のシステムの好ましい態様は、アクチュエータ・バー２０内の溝を完全に横切って延びるピン２１ａおよび２１ｂを備えるが、溝の側壁から延びる適切な堅牢度の突起であればどのような突起でも、スロット１１ａおよび１１ｂに挿入するために使用することができ、主要な必要条件は、それらの突起がそのそれぞれのスロットにスライド式に挿入されることである。アクチュエータ・バー２０は金属材料を含むことが好ましいが、アクチュエータ・バー２０はプラスチック、高分子材料、または適切な堅牢度の複合材料などの材料を含むこともできることに留意されたい。アクチュエータ・バー２０は、アセンブリの挿入を容易にするプッシュ・アーム２３も備えることが好ましい。これらと同様に、フレーム１０も硬質の堅牢な高分子材料を含むことが好ましい。
【００２７】
また、プリント回路基板３０は、典型的には図の３１および３１ａのようなエッジ・コネクタを備えるが、どのような特定のプリント回路基板アーキテクチャまたは設計にも、いかなる点でも限定されないことに留意されたい。図１に示す特定の実施例では、回路基板３０は、エッジ・コネクタ３１および３１ａに沿った列に位置する導電ストリップ状の金属ＬＡＮ部として図示されている標準コネクタを備える。実際には、たとえば以前のアーキテクチャ設計とのアーキテクチャ上の互換性をもたせるために、エッジ・コネクタは任意の好都合な方式で分割することができる。
【００２８】
図２に、本発明によるアセンブリの他の実施例を示す。この実施例には、主プリント回路基板３０の他にフィラー・カード３５もある。これらのカードは両方とも、フレーム１０内の所定の位置に容易にパチンとはめ込まれる。カード３５は、短いプリント回路カード３０を使用する状況で空間を埋めるものとして機能することに留意されたい。短いプリント回路カード３０は、様々なバス・アーキテクチャに従って図のようなエッジ・コネクタ部３１、３１ａ、および３１ｂも備えることができる。
【００２９】
図３に、本発明のキャビネット１００に挿入するフレーム／アクチュエータ・バー／プリント基板アセンブリを示す。キャビネット１００は、このようなカードを収める複数のスロットを備えることが好ましい。しかし、シングルスロット・キャビネットも除外されない。具体的には、各スロットは、典型的にはマザーボードに装着されるコネクタ１０１を備える（図５の参照番号１１０を参照）。キャビネット１００は、床と天井と、床と天井を支え、床と天井をほぼ並行に一定の間隔をあけた位置関係に維持する側壁とを備える。実際には、このキャビネットの本質は、その床と天井のほか、床と天井を一定の間隔に保持する役割を果たす任意の機構である。キャビネット１００は、キャビネットまたはケースの天井に沿って配置されたガイド１０２も備える。ガイド１０２（典型的には対の形で取り付けられる）の中にはアクチュエータ・バー支持タブ２２を収めるスロット１０３がある。アクチュエータ・バー２０上のこれらのタブ２２は、相接するガイド１０２上のスロット１０３にスライド式にはめ込まれ、アセンブリを本質的に懸架し、アセンブリを水平方向に挿入する間にガイドする役割を果たす。さらに、アーム端部１１、１２、および１３はアセンブリをその下部エッジで誘導するような大きさと配置であることが好ましいことに留意されたい。具体的には、アーム端部１１、１２、および１３は、マザー・ボード上またはキャビネット１００の床上に配置された下部ガイド１０４の間にスライドする。
【００３０】
図４は、図３と同様の側面図であるが、アセンブリをキャビネットに挿入するさらに進んだ段階が示されている。ただし、図４には特に停止機構または戻り止め機構１０５も図示されている。キャビネットにアセンブリを挿入すると、アクチュエータ・バー・タブ２２が最初に上部ガイド１０２内のスロット１０３に係合する。この後、アセンブリは本質的に懸架され、フレーム１０が停止機構１０５に突き当たるまで水平方向にさらに挿入される。この時点で、アクチュエータ・バー２０のプッシュ・アーム２３に内側に圧力が加えられる。スロット１１ａおよび１１ｂ内にピン２１ａおよび２１ｂがあることによって、プッシュ・アーム２３を介して推進されると、図５に示すようにアセンブリの動きの方向が水平から垂直に変わる。この垂直の動きによって、エッジ・コネクタ３１および３１ａがマザー・ボード１１０上の対応するコネクタ１０１に挿入される。
【００３１】
これと逆の方向で、アクチュエータ・バー２０のアーム２３を外に引っ張ると、スロット１１ａおよび１１ｂ内のピン２１ａおよび２１ｂの動きが、アセンブリを垂直方向に動かすように作用し、したがってエッジ・コネクタがそれに対応する（マザー・ボード）コネクタから取り外される。アクチュエータ・バー２０をさらに外に引き出すと、ガイド１０２のスロット１０３内の支持タブ２２がスライド式に動く。このようにして、プリント回路基板を含むアセンブリがキャビネットから引き出される。
【００３２】
本明細書の図には本発明の好ましい実施例が図示されているが、本発明の範囲から逸脱することなく他の変形態様を使用することもできることに留意されたい。具体的には、本明細書の図では、側面部１４に２つのスロットがあるように図示されているが、１つのみのスロットや３つ以上のスロットを使用することもできることに留意されたい。また、傾斜面によって与えられる垂直方向の動きの本質にも留意されたい。ちなみに、向かい合った傾斜面を使用して同じ動きを生じさせることも可能である。そのような構成では、一方の傾斜面はフレーム側面部１４上にあり、他方の傾斜面はアクチュエータ・バー２０に組み込まれる。さらに、本明細書の説明では水平および垂直の方向について言及したが、これらは本明細書では主に便宜上示したに過ぎない。本発明はすべての向きで実施可能であることを理解されたい。さらに、フレーム部材１０内のスロット１１ａおよび１１ｂは側面部１４を完全に通って延びているように図示されていることにも留意されたい。これは、好ましい実施態様ではあるが、必ずしも必要ではない。さらに、好ましい実施例では、フレーム部材１０は１つの一体型の成形プラスチックから成る。本明細書の図面に図示されている対合コネクタは標準ＰＣタイプのエッジ・コネクタを示していることにも留意されたい。しかし、どのような適切なコネクタ対構成でも使用することができることに留意されたい。さらに、カード３０に雄コネクタ部のみが含まれていることも必要ではない。雄と雌のコネクタ対の任意の合致するセットを使用することができる。
【００３３】
以上の説明から、本明細書で説明し、図１ないし図５に図示したフレーム・アセンブリ・アクチュエータ・バーおよびキャビネット機構によって、本発明の前述の目的がすべて満たされたことを理解されたい。特に、パーソナル・コンピュータまたは他の任意の電子装置、特にラック装着装置のプリント回路基板またはその他の回路カードの挿入と取り外しを格段に容易にする機構が提供される。挿入と引き抜きは円滑かつ効果的であり、プリント回路基板自体にはまったく変更を加えずにきわめて密な間隔で実現することができる。しかし、プリント回路基板自体に傾斜付きスロットを直接設けることによって、フレームをなくすことも可能であることに留意されたい。
【００３４】
以上、本発明について本発明の特定の好ましい実施例に従って詳細に説明したが、当業者なら多くの修正および変更を加えることができる。したがって、そのような修正および変更はすべて、本発明の真の精神および範囲に入るものとして特許請求の範囲の対象であるものと意図される。
【００３５】
まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。
【００３６】
（１）その中に少なくとも１つのプリント回路基板を挿入するキャビネットであって、
床と、
前記床に対してほぼ並行な天井と、
前記床と前記天井とに取り付けられ、前記床と前記天井とを固定した相対的位置に保持する壁と、
前記床上に配置された少なくとも１つの細長いコネクタと、
スロットが前記細長いコネクタの上方にあって前記細長いコネクタと位置合わせされるように前記天井に配置され、ガイド内の前記スロットが前記ガイド・スロットに対してほぼ垂直の方向に向いた溝をその中に含む前記スロットをその中に備えた少なくとも１つのガイドとを含むキャビネット。
（２）複数のコネクタと、前記細長い電気コネクタのうちの他のコネクタに向かい合って配置されたスロットを備えたガイドとがあることを特徴とする、上記（１）に記載のキャビネット。
（３）前記床がマザー・ボードを含むことを特徴とする、上記（１）に記載のキャビネット。
（４）マザー・ボードが前記床の上に配置され、前記少なくとも１つの細長い電気コネクタを含むことを特徴とする、上記（１）に記載のキャビネット。
（５）停止機構をさらに含む上記（１）に記載のキャビネット。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と共に使用可能なフレーム・アクチュエータ・バーとプリント回路基板アセンブリを示す等角分解図である。
【図２】フィラー・カードの組込みを具体的に示す図１と同様の図である。
【図３】プリント回路基板アセンブリの収容に特に適した本発明によるキャビネットへのプリント回路基板アセンブリの最初の挿入を示す等角図である。
【図４】挿入の動きが本質的に水平である特定の挿入段階におけるプリント回路基板アセンブリを示す側面図である。
【図５】回路基板とキャビネット内のコネクタとの間の電気接続を行う下方への動きに移行する直前の挿入段階を示す、図４と同様の図である。
【符号の説明】
１０ フレーム
１１ アーム端部
１１ａ スロット
１４ 側面部
１５ アーム
２１ ピン
２０ アクチュエータ・バー
２２ 支持タブ
２３ プッシュ・アーム
３０ プリント回路基板
３１ エッジ・コネクタ
３５ フィラー・カード
１００ キャビネット
１０１ コネクタ
１０５ 定式光
１１０ マザー・ボード

Claims (2)

1. 対向する第１のエッジと第２のエッジを有し第１のエッジに沿って少なくとも１つのエッジ・コネクタを有するプリント回路基板と、外側エッジと内側エッジを有する側面部を含み前記内側エッジと第２のエッジとが係合するように前記プリント回路基板を収容し、前記外側エッジで開いて前記側面部を傾斜して形成されたスロットを少なくとも１つ含むフレームと、前記フレームの側面部の外側エッジを収容する溝枠を有し、前記スロットにスライド式に挿入されるピンを前記溝に横切って有するアクチュエータ・バーとを組合わせた電子回路基板であって、前記アクチュエータ・バーの第２のエッジに沿った第１の方向への動きが、第１の方向に対してほぼ垂直な第２の方向への相対的なプリント回路基板の動きを結果的に生じさせる前記電子回路基板と、
   前記電子回路基板を少なくとも１つその中に挿入するキャビネットと、を備える
   キャビネット・システムであって、
   前記キャビネットは、
   床と、
   前記床に対してほぼ並行な天井と、
   前記床と前記天井とに取り付けられ、前記床と前記天井とを固定し両者を相対的位置に保持する側壁と、
   前記エッジ・コネクタと係合する、前記側壁に配置された少なくとも１つの細長いコネクタと、
   前記側壁に離間して配置された少なくとも１つのガイドであって、前記ガイドの各々は前記細長いコネクタに対応して平行して位置ずけられ、前記ガイドは、その内部に形成されたガイド・スロットを含み、前記アクチュエータ・バーが該ガイド・スロットに係合するように実質的に前記側壁に並行に位置ずけられた、少なくとも１つのガイドとを含み、
   前記アクチュエータ・バーを前記ガイド・スロットにスライド式にはめ込みながら第１の方向へ移動させる動きが、第１の方向に対してほぼ垂直な第２の方向へ前記プリント回路基板の相対的な動きを結果的に生じさせ、前記プリント回路基板のエッジ・コネクタを前記コネクタに係合させることを特徴とする、キャビネット・システム。
2. 前記側壁が、その上に複数の前記細長いコネクタの配置されたマザー・ボードを含むことを特徴とする、請求項１に記載のキャビネット・システム。

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