JP3813117B2 - パッケージ構造及びパッケージ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、プリント回路カードをプリント回路基板へ挿入し、プリント回路カードをプリント回路基板から取り外すために交換可能カートリッジとともに使用されるガイド，ガイド・アセンブリ，および／またはガイド機構に関する。特に、本発明は、ガイド機能と、位置合わせ機能と、ロック機能とを備える一体型ガイド構造に関する。さらに、本発明は、所望のガイド構造に嵌合するカートリッジを備え、カートリッジが所定の位置に堅固に固定され、カートリッジ内部の内蔵作動機構がカートリッジ内部のプリント回路カードをスライド可能に移動させることを可能にし、それによって、カード・エッジ電気コネクタを対応するプリント回路基板装着コネクタへ強制的に嵌合させる。
【０００２】
少なくとも過去２５年間、チップ・レベルでの絶えず小型化する電気回路部品の開発が行われてきた。一方、電気回路小型化の成果を最大限に利用するためには、これらのチップを収容する完成プリント回路カードを効率的にパッケージしなければならない。密な間隔でのプリント回路カードのパッケージングは、チップ・レベル回路密度の増加の理論的な増長に直結することは明らかである。プリント回路カード上の集積回路チップの密なパッケージングとそれに伴うプリント回路カードの高密度のパッケージングとは、コンパクトネスの利点以上を得るために達成される設計目標である。コンパクトネスは、回路部品間の距離の短縮化をもたらし、同様に、回路をより高い周波数で有効に動作させることができるという非常に望ましい目標を満たし、これに限られないが例えばデータ処理システム等を含む多数の異なる種類の電気的システムの速度を増加させる。
【０００３】
さらに、主として長期間のシステム運用と信頼性とに関する理由から、たとえこれらのプリント回路カードが極めて密な間隔で配置される場合であってもプリント回路カードを容易に挿入し取外すことができることが同じく極めて望ましい。挿入および取り外し操作は、緊急（オンザフライ）修理，取り替え，保守，およびアップグレードのために極めて望ましい“常時交換可能性”機能の重要な要素としても提供される。
【０００４】
回路密度の増加に従って、プリント回路カードとプリント回路基板との間に成される電気的接続を必要とする電力線，信号線，および制御線の数も付随して増加した。これは、カードと基板との間でこれら様々な電気回路を収容する電気的コネクタが、独立した個別の電気的接続をますます多く備えることを要求されてきたことを意味する。その全てが接触の確実性を必要とする個別の電気的接続数の増加の重要な意義は、プリント回路コネクタを嵌合するプリント回路基板ソケットへ挿入するために必要とされる力がそれに伴って増大することである。この特徴は、カートリッジ自身の内部に収容される作動機構によってプリント回路基板へ挿入されることが意図されるプリント回路カードを収容する内蔵カートリッジに特殊な構造上の考慮事項をもたらす。
【０００５】
電気的接続数の増加は、また、望ましいコンパクト・パッケージング・システム、具体的には、容易なカートリッジ挿入および取外しを意図するコンパクト・パッケージング・システムの設計に他の問題をもたらす。特に、電気的接続数の増加は、ピンおよびソケット孔の数が増大したコネクタの使用をもたらす。これらの構造がますます多く存在するようになるので、ピン−ソケット接続（等）自身がそれらの間のより短い間隔で共にパックされる。パッケージング問題のこの特徴は、それに加えて、対向して配置された嵌合するピンとソケット孔とを物理的に接続するための接続ピン位置合わせ問題をもたらす。位置合わせの失敗は、プリント回路カードとこのカードが挿入されるプリント回路基板とに重大かつ永久的な損害を与える可能性がある。
【０００６】
また、本発明の主な目的の１つは、この内蔵挿入作動機能を収容できるカートリッジを提供することであるという事実に言及する。さらに、本発明は、プリント回路基板自身を除いてどのような外部構造との物理的接触も持たないように設計されたカートリッジを用いる。これは、本発明のカートリッジが、エンクロージャ，キャビネットもしくはフレームのような外部構造に依存する、あるいは周囲のキャビネット，フレーム，もしくはエンクロージャに備えられるあらゆる種類の適応構造に依存するいかなる種類の作動機構も必要としないということを意味する。これは、また、プリント回路基板とその周辺構造との間に配置された摩擦要素は１つもないということを意味する。これは、同様に、全体のプリント回路基板は、一体型の、すなわち、（カートリッジ内部の）挿入されたフルセットのプリント回路カードで完全に占められた構造として挿入され、取り外され得るということを意味する。しかしながら、この望ましい特徴は、時にはほんのわずかとはいえ、挿入する力に抵抗する機構をなおも備えなければならない点でカートリッジ設計をより困難にする。
【０００７】
加えて、プリント回路基板自身が、自身の対となる一方の適切なプリント回路カードによって、挿入および取外しされることを予定されている場合には、プリント回路基板は、特に基板の水平の寸法がその垂直の高さと比較して大きい状況においては、ほぼ剛体であることが望ましい。プリント回路基板が幅広でかつ長いが薄い場合には、特に挿入時には、望ましくない基板の湾曲と屈曲とをもたらすことがある。
【０００８】
パッケージング設計に対する付加的制約として、回路密度の増加に従って、出力密度と熱損失が付随して増加することも理解されたい。したがって、パッケージング設計は、冷却機能に関するシステム設計の面と完全に両立できることが望ましい。また、できる限り、パッケージング設計は、経済的に生産でき，滑らかに機能し，必要なメンテナンスがわずかかまたは一切なく，安価で容易に入手可能な材料から製造でき，多くの挿入および取外し操作サイクルに渡って、信頼して操作可能であることが望ましい。
【０００９】
回路機構の寸法が縮小し，動作周波数が増大し、パッケージング密度が大きくなるにつれて、電気システム内に他の問題が発生する、すなわち電磁干渉（ＥＭＩ）の発生である。電子回路パッケージング設計は、したがって、電磁干渉の漏れを防止するために用いられる構造および構成とも両立できることが望ましい。できる限り、パッケージング設計は、実際に電磁干渉の抑制に積極的に寄与する構造も含むことが望ましい。
【００１０】
その上、どのようなガイド機構およびロック機構も用いられ、それは、プリント回路カードの挿入（必要または要望に応じて後に取外される）が予定されるプリント回路基板上に終極的に配置されることに留意されたい。したがって、ガイドは、プリント回路基板の機能と両立でき、可能であれば、基板に構造上の剛性を与えて上述の基板の湾曲と屈曲を生じさせないことが望ましい。
【００１１】
本明細書は、プリント回路基板およびプリント回路カードに言及することにも留意されたい。ここで意図されるプリント回路基板は、電気的接続のために少なくとも１つのプリント回路カードが挿入される大きい方の構成部品である。本発明は、プリント回路基板の寸法あるいはプリント回路カードの寸法にいかなる特別な限定も設けない。最も一般的な状況において、回路基板は複数のプリント回路カードで占められることとなる。すなわち、プリント回路基板は、そこに挿入された多数のプリント回路カードを有することとなる。それゆえ、ここで用いられる用語“プリント回路基板”と“プリント回路カード”とは、相関的な用語であると考えられる。
【００１２】
したがって、本発明者等は、下記の時折競合するパッケージング問題に直面している。すなわち、コネクタ・ピン位置合わせ，カートリッジ位置合わせ，プリント回路基板への曲がらない接続，回路基板の湾曲及び屈曲，密で接近したパッケージング，冷却，電磁干渉シールド，常時交換可能性，プリント回路カードを収容する装着しやすいカートリッジを提供する要求，プリント回路カードの挿入および取外しのための機械的利益を必要とする機構，完全に占められたプリント回路基板の取外しとその挿入，周囲のエンクロージャまたはキャビネットとの物理的接触を必要としない回路基板ガイド機構を備えるシステム内に連携ＥＭＩシールド構成を提供する手段である。
【００１３】
【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、特に常時交換可能性への適応のために、イージー・アクセス機能と構成部品取替機能とを提供すると同時に、電子回路部品を密にパッケージするための構造および機構を提供することである。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、交換可能プリント回路カードを収容するカートリッジと合体して使用されるガイドを提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、一枚板の打抜金属の形態で容易かつ経済的に製作できるカートリッジ・ガイドの設計を提供することである。
【００１６】
さらに、本発明の目的は、ガイド機能，位置合わせ機能，ロック機能，およびホールド機能を備えるプリント回路カード装着機構を基板にもたらすことである。
【００１７】
本発明の他の目的は、ガイド機構が取り付けられるプリント回路基板へ付加的剛性を与える機能も果たすプリント回路基板用ガイド機構を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、一定レベルの電磁干渉シールドを提供するだけでなく、挿入されたカートリッジと協働してカード・レベル・シールド機能と基板レベル・シールド機能とを共に併合させる基板レベル・カートリッジ・ガイド機構を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、所望の基板レベル・ガイド機構と嵌合するだけでなく、これと協働して相互作用するプリント回路カード収容カートリッジを提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、空気冷却路を通り抜ける空気の流れを提供できるプリント回路カード収容カートリッジを提供することである。
【００２１】
本発明の他の目的は、取扱いが容易（フール・プルーフ）であり、器具の使用を必要としないドッキング・カートリッジを提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、密な間隔での電子回路部品のパッケージングを容易にすることである。
【００２３】
本発明の他の目的は、プリント回路カードの平易な挿入と取外しとを容易にする電子回路パッケージング設計構造を提供できることである。
【００２４】
最後に、本発明の目的は、逓増する高密度，高速，強力電子システムのパッケージング設計を容易にすることであるが、これに限られない。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の好適な実施の形態によれば、内蔵交換可能プリント回路基板カートリッジの挿入に特に適したガイド構造は、３つの主要な部分、すなわち、後方部，前方部，前方部と後方部との間に延びるスロット定義横桟を備える。後方部は、その中に位置合わせ穴を有する少なくとも１つの垂直タブを有する。この穴は、挿入されるカートリッジ上の対応する位置合わせピンを受け入れることになる。ガイド構造は、また、ステップを有する前方部を有する。ステップの垂直部は、また、少なくとも１つの他の位置合わせ穴を有する。位置合わせ穴の一方あるいは双方は、また、ロック機能を提供する。後方部から前方部へ延びるカートリッジ・スロット定義横桟の少なくとも一対も含まれ、横桟の対は、対応する位置合わせ穴の対の対向する両側に配置され、位置合わせ穴のうちの１つは、垂直タブ内に配置され、他の位置合わせ穴は垂直ステップ内に配置される。
【００２６】
本発明の好適な実施の形態において、ガイド構造は、一枚板の金属打抜から形成される。後方部は、好ましくは、ガイド構造自身と、ガイド構造が取り付けられるプリント回路基板との双方のための強化リブの働きをする溝を有する。
【００２７】
本発明は、また、上述のガイド構造と合体して使用されることが予定される嵌合プリント回路カード収容交換可能カートリッジを含む。このような使用が予定される望ましい交換可能カートリッジは、好ましくは剛体のフレームを備え、交換可能電気コネクタを有するプリント回路カードがこのフレーム内部にスライド可能に配置される。剛体フレームとプリント回路カードとの間に配置されるレバー機構は、プリント回路カードをフレームに対してスライド可能に移動させるために与えられる。ガイド・ピンがフレームの外側に付加され、ロック・ピンが、好ましくは、フレームの外側に付加される。したがって、カートリッジが、嵌合するプリント回路基板レベル・ガイド構造へガイドされロックされ、その結果、レバー機構が作動されてプリント回路カード上の交換可能電気コネクタをプリント回路基板上の対応するコネクタに嵌合させる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の様々な態様の全体的な説明を与える。特に、ガイド構造２００へ挿入される直前の状態が示される交換可能カートリッジ１００が示される。カートリッジ１００は、４つの主要な要素を備える。すなわち、前面壁１０３，背面壁および側面壁部１０１，傾斜面部１３０，およびプリント回路カード１４０（図７を参照）である。ガイド構造２００は、また、プリント回路基板３００へ適度の剛性を与えるという点で、２つの目的に資する。プリント回路基板３００は、また、コネクタ３１１を含み、コネクタ３１１は、カートリッジ１００内部に収容されるプリント回路カード上の１以上の対応するエッジ・コネクタ１４５（図７を参照）に嵌合する。図１は、コネクタ３１１が雌コネクタであることを示すが、この態様は、本発明の最も広い形態におけるその設計および実施に関係しない。しかしながら、カード自身の一部として雄コネクタを備えるようにプリント回路カードを作成することは比較的容易であるので、これは好適な構造である。
【００２９】
図２は、カートリッジ１００が、ここではガイド構造２００へ完全に挿入されている点を除いて図１に示されるのと同様な本発明の図を提供する。図２は、また、図９および図１０を参照してより詳細に後述されるＥＭＩシールド・スプリング５００の組み込み状態を示している。本発明の必須の特徴ではないが、ＥＭＩシールド・スプリング５００は、ガイド構造２００と完全に共存しかつ協働し、そして、カートリッジ１００の金属前面傾斜面部１３０とガイド構造２００との間に固体電気接触を与えることにより連続接地をもたらす。
【００３０】
図３に示されるように、全体のガイド構造２００は、概略はしご状の構成を備える。ガイド構造２００は、３つの主要な部分を備える。すなわち、後方部，前方部，前方部と後方部との間に延び、カートリッジ１００の所定の位置への挿入，ガイド，およびロックのために適切に定められたスロットを提供する横桟２１５である。カートリッジ１００がほぼ矩形の横断面を有するように構成されるならば、横桟２１５は、ほぼ平行である。これは、好適な構造である。しかしながら、本発明者等は、カートリッジがＶ字形の横断面を備える場合には、横桟はもはや必ずしも平行ではなく、むしろ、カートリッジの横断面の形状に従うという変更のみにより、本発明が依然として適用可能であるという事実を認識していることを留意されたい。
【００３１】
図３は、また、本発明のガイド構造の好適な実施の形態が、後方部２１２を備え、後方部２１２は、溝またはリブとして形成され、全体のガイド構造２００と、コネクタ３１１が横桟２１５間に配置されるようにガイド構造が付加されるプリント回路基板３００との双方の剛性の程度を増加させるという事実を説明する。ガイド構造２００は、また、垂直壁部を備えるステップ２１４を含む前方部を有する。位置合わせ穴２２０が、垂直ステップ壁部２１４内に配置される。このステップは、また、溝２１２とほぼ同様に構造の剛性を増加させる。本発明の好適な実施の形態において、穴２２０は、カートリッジ１００上の対応するロック・ピン１２０（図６を参照）を受け入れる正方形の開口として与えられる。ロック機能は、ピン１１０（図６を参照）かピン１２０のいずれかによって与えることができるが、この機能が前方の位置で与えられることが好ましい。ロック機能は、プリント回路カードと基板レベル・コネクタ３１１との間の位置合わせのために望ましい。加えて、さらに重要なことに、ロック機能は、作動アーム１５０が動かされ、プリント回路カードを下方へ、コネクタ３１１に押し込む際に、カートリッジが固定されたままであることをユーザに保証する。
【００３２】
後方部は、また、カートリッジ１００上の対応する位置合わせピン１１０を受け入れるよう形成された位置合わせ穴２１０を含む垂直タブ２１１を有する（図５を参照）。ガイド構造２００の前方部または前面部は、穴２２０を有する。本発明の好適な実施の形態においては、穴２１０および２２０は、横桟２１５に平行で、横桟２１５の間を走る中間線に沿って配置される。前方部内にステップを含むことによって、剛性も提供する。加えて、ガイド構造２００の前方部はまた、好ましくは、シールド・スプリング５００の嵌合部を受け入れるための細長い穴２３１および２３２の２つの平行な列を含み、シールド・スプリング５００は、より詳細に後述するように、打抜成形されたコンタクト・ピン５０３を備える形成されたポケット５０２を有する。ポケット５０２は、スロット２３１の前方端部を受け入れる。スプリング・シールド５００の前縁５１２は穴２３２を通って突き出る。
【００３３】
図４は、拡大形式であるが、図３に示されるのと基本的に同一の特徴を示す。特に、図４は、横桟２１５の構造のより詳細な図を提供する。カートリッジ１００が、２つの隣接する横桟２１５の間の位置にスライドされる時、カートリッジ１００上の先細のピン１１０がタブ２１１内の穴２１０に入り込むので、後方の位置合わせが保証される。傾斜面部１３０に対するさらなる圧力は、ロック・ピン１２０（図６および図８を参照）を穴２２０に貫通させ、カートリッジ１００を適所へロックする。挿入の最後の段階の際、カートリッジ１００上の作動アーム１５０が、前方へ、そしてカートリッジ・フレーム内部のプリント回路カードが下方へ移動するように動かされ、プリント回路カードのエッジ・コネクタが基板コネクタ３１１へ挿入される。これは、カートリッジ１００のいかなる実質的な移動も伴わずに達成される。移動は、基本的に作動機構自身とプリント回路カードとに限られる。
【００３４】
図５は、ドッキングされたカートリッジのより詳細な図を提供し、カートリッジは、タブ２１１内の穴２１０を通って突き出る位置合わせピン１１０を備える。また、冷却が望まれる状況において備えられるカートリッジ１００内の穴１６０が、ここで特に示される。加えて、通風冷却穴１６１が、傾斜面部１３０の前面側に配置され、傾斜面部１３０は、特にＥＭＩが要因である場合には金属であるのが好ましい（図１，２および５を参照）。さらに、任意に含まれるベース３５０が図５に示され、これは、ガイド構造２００のみによって与えられる剛性に加えてさらに高いレベルの剛性が要求される場合に与えられる。ベース３５０は、基本的に、そして好ましくはプリント回路基板３００の水平面上の寸法と同一の範囲を有する平らな重合体材料から成る。
【００３５】
冷却気の流れのための穴１６１の存在の説明に加えて、図６は、すでに挿入されたカートリッジ１００の側面図を示す。図６に示される側面と反対側のカートリッジ傾斜面部１３０の側面もまた、好ましくは、シールド・スプリングを有し、その結果、ＥＭＩシールド目的のための確かな電気的接触が、隣接して挿入されたカートリッジ間で維持される。加えて、傾斜面部１３０とガイド構造２００との間の確かな電気的接続を提供するＥＭＩシールド・スプリング５００の存在と位置が図６において解説される。
【００３６】
図７は、カートリッジ１００の主要な構成部品のうちの２つ、すなわち、プリント回路カード１４０（透視図で示される）と背面壁および側面壁部１０１とを説明する。図７は、また、カートリッジ１００の組み立ての第１の段階を示す。特に、エッジ・コネクタ１４５を備えるプリント回路カード１４０が、カード１４０内の対応する穴を通る配置ピン（またはピボット・ポイント）１５３によって背面壁および側面壁部１０１に取り付けられる。これは、カード１４０を作動機構へ接続する。プリント回路カード１４０は、また、対応するスロット１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，および１０５ｄ内部にそれぞれ配置されるピン，ネジまたはリベット１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，および１４１ｄによってカートリッジ１００へ結合される。これらのピンおよびスロットが、カード１４０のより規則正しい垂直の動きを保証するのに役立つ内部のガイド機構を提供する。ピンあるいはピボット・ポイント１５３は、例えばナットあるいは摩擦ワッシャのような、ピンをカード１４０に対して適切な位置に保持するあらゆる適切な機構を含む。カートリッジ１００の組み立ては、前面壁１０３を加えることによって完成し、この前面壁１０３は、前面壁１０３を通って背面壁および側面壁部１０１内に形成された嵌合するネジ孔へはまるネジによって好ましくは取り付けられる。前面壁１０３と背面壁および側面壁部１０１とは、好ましくは、絶縁性重合体材料より成る。このような壁構造は、成型工程で容易かつ好適に形成される。最後に、傾斜面部１３０が、好ましくはネジあるいは同種の留め具機構によってカートリッジ１００の前面に付加される。柔軟性のために、本発明のカートリッジと共に用いられる留め具機構は、取り外し可能であることが望ましい。
【００３７】
図７は、また、プリント回路カード１４０へ垂直の動きを与えるための好適な機構を説明する。しかしながら、ピボット・レバーのあらゆる適切な構成が利用可能である。この機構の唯一の要件は、それが外側からアクセス可能な部分を有し、プリント回路カード１４０を下方向と上方向とに動かすことができることである。後者の方向は、取り外しが必要な場合には、カートリッジの取り外しのために必要とされる。カートリッジの取り外しが必要条件でない場合には、上方への動きも同様に必要でないことは明らかである。一方、図に示されるように、作動機構は、矢印１７０によって示される方向のアーム１５０の水平の動きを、矢印１８０によって示されるプリント回路カード１４０の垂直の動きへ変換させる。
【００３８】
作動アーム１５０は、内部アーム部１５１を有し、内部アーム部１５１は、壁部材１０１へ付加されるプレート１５７内でその目的を与える溝の内側でスライドする。内部アーム部１５１は、また、好ましくはプレート１５７へ取り付けられる固定ピン１５８を受け入れるスロット１５５を有する。内部アーム部１５１は、さらに、ピボット・ポイント１５６を含み、ピボット・ポイント１５６は、連接アーム１５２へ取り付けられ、連接アーム１５２は、コンパクトネスのために背面壁および側面壁部１０１内の凹部１０２の内部に配置され凹部１０２の内側で動く。連接アーム１５２の他方の端部は、上述したピボット・ポイント１５３でプリント回路カード１４０へ取り付けられる。スプリング形式の好適な復帰バイアス機構１５４がさらに与えられ、少なくとも垂直の復帰力を与えるために、プリント回路カード１４０上の適切な場所とカートリッジ１００の固定部分とに取り付けられる。ピボット・ポイント１５３は、プレート１５７上のブラケット１５９と同様に、望ましくはこのために適切な位置にある。
【００３９】
図８は、ロック・ピン１２０の好適な構造のより詳細な図を提供する。特に、図８は、ロック・ピン１２０が、２つの部分１２０ａと１２０ｂを好ましくは含み、これらは、ガイド構造２００の前面壁２１４内の穴２２０を貫いて配置されるということを示す。ロック・ピン１２０は、また、カートリッジの取り外しを可能にするように先細にされる。ロック・ピン１２０は、好ましくは、背面壁および側面壁部１０１を作り出す成型工程の一部として形成される。一方、あらゆる適切なもどり止供給構造がロック機能を達成するために利用可能である。また、ＥＭＩシールド５００を受け入れることが予定される穴２３１と穴２３２とが図８に示される。
【００４０】
図９，１０および３は、また、本発明の好適な実施の形態と共に使用できるＥＭＩシールド・システムの一部を説明するために有用である。特に、図３および８は、ガイド構造２００内にＥＭＩスプリング・シールド取付穴２３１および２３２を含む状態を示す。ＥＭＩシールド・スプリング５００は、ガイド２００内の穴２３１および２３２に容易に挿入できるよう成形される。特に、穴２３１は、前方に面するスロットあるいはポケット（図１０の参照符号５０２）に係合する前方端部を有する。したがって、シールド５００は、ガイド２００との確かな電気的接触状態にある端部を有する。シールド５００の他方の端部は、穴２３２を貫いて突き出る可撓部分５０１を有する。シールド・スプリング５００の立ち上がり部分は、カートリッジの挿入の際傾斜面部１３０に電気的に接触する（図６を参照）頂点５０４を有する。
【００４１】
図９および１０は、ＥＭＩシールド・スプリング５００の構造の詳細な説明を提供する。このスプリング・シールドは、好ましくは、図に示されるように形成される一枚板の打抜金属から構成される。このシールド・スプリングのための好適な材料は、ベリリウム銅（１／２Ｈａｒｄ）であり、代替の材料はステンレス鋼（１／２Ｈａｒｄ）である。図９は、好ましい構造の平面図を与え、図１０は、端面図を与える。端部５０５と５０７の間のスプリング・シールド５００内に穴が存在する。領域５０９は、領域５０１と同様に構造のタブ領域である。先端または頂点５０４は、傾斜面部１３０の底部に係合する。また、ガイド２００内の穴２３１の端部に係合するポケットあるいはスロット５０２の存在が解説される。特に、打抜シールド５００が、好ましくは、シールド・スプリングの製造に用いられる打抜工程によって形成されるピン５０３を含むことに留意されたい。ピン５０３は、また、シールド５００とガイド２００との間の電気的接触を改善するために用いられる。さらに、図１０が、図９にも示される複数の面あるいは辺を識別する点で、図１０が特に有用であることに留意されたい。対応した符号を付された部分が、これらの２つの図において示される。
【００４２】
“エッジ・コネクタ”であるコネクタを備えたプリント回路カードの点から本発明を述べてきたが、この厳密な配置に対する必須要件は存在しない。とはいえ、コンパクトネスのために好適であることは確かである。同様に、プリント回路カード挿入のための簡単なスライドおよびピボット・アーム構造を有し、スライド可能アームに対して外的に付加された牽引とバイアス・スプリング復帰機構とによって作動が与えられるものとして上記の説明を述べてきた。しかしながら、レバーおよびピボット・アームのあらゆる適切な構成を備えることができる。さらに、たとえこれが好適な配置であっても、スライド作動機構とプリント回路カードとの間の接続がプリント回路カードの上部に、あるいはその近傍に配置されるという絶対的要件は存在しない。多くの機械的な利点をもたらすが、ピボット・レバー部品を取り付けるための適切な非表面カード配置に精通した回路カード設計者との多量の協力を必要とすることになる他の配置が可能である。同様に、ガイド・ステップの垂直部内に配置されたロック穴を有し、ガイド・ピンまたは位置合わせピンがガイド・トラック構造の後方の垂直タブ内の開口に嵌合するように成形されるものとして本発明を説明してきた。これは、好適な構成であるが、これらの役割は容易に入れ替えられ、位置合わせピンと位置合わせピン穴とは、前方のステップ部内に配置される。加えて、ガイド構造２００が金属から構成され、ガイド構造２００が打抜工程および成形工程によって製造されることが一般的には好ましいが、特に、ＥＭＩシールド用の導電率が要因でない場合には、ガイド構造２００の形成過程において、成型された重合体材料を用いることも可能であることを留意されたい。
【００４３】
本発明の好適な実施の形態に従って本発明をここに詳細に説明してきたが、当業者によれば、多くの変更と置換とをその中に行うことができる。したがって、本発明の真の趣旨および範囲に含まれる全てのこのような変更および置換を包含することが、特許請求の範囲によって意図される。
【００４４】
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。
（１）内蔵交換可能プリント回路基板カートリッジの挿入に特に適したガイドであって、内部に位置合わせ穴を備える少なくとも１つの垂直タブを有する後方部と、ステップを有し、前記ステップの垂直部内に少なくとも１つの位置合わせ穴を有する前方部と、前記後方部から前記前方部へ延びる少なくとも１対のカートリッジ・スロット定義横桟とを備え、前記横桟の対は、対応する前記位置合わせ穴の対の対向する両側に配置され、前記位置合わせ穴のうちの一方は前記タブ内に配置され、他方の穴は前記垂直ステップ内に配置されるガイド。
（２）前記後方部と前記前方部と前記横桟とは、一体構造を形成する上記（１）に記載のガイド。
（３）前記後方部と前記前方部と前記横桟とは、一体型の金属打抜から構成される上記（１）に記載のガイド。
（４）複数の前記カートリッジ・スロット定義横桟が含まれ、前記横桟のそれぞれの隣接する対は、その間に少なくとも１つの穴を含むタブと少なくとも１つの穴を含むステップ部とを有する上記（１）に記載のガイド。
（５）前記対応する穴の対のうちの少なくとも１対は、前記カートリッジの一部を受け入れるように成形され、前記カートリッジ上に配置されたロック・ピンと協働してロック機能を提供する上記（１）に記載のガイド。
（６）前記ロック機能を提供するのは前記ステップ内の穴である上記（５）に記載のガイド。
（７）前記ガイドが取付けられるプリント回路基板をさらに備える上記（１）に記載のガイド。
（８）前記プリント回路基板は、前記プリント回路基板へ取付けられ、前記横桟の隣接する対の間に配置される少なくとも１つの交換可能電気コネクタを備える上記（７）に記載のガイド。
（９）前記対応する穴に嵌合する突出部を有するプリント回路カード・カートリッジをさらに備える上記（８）に記載のガイド。
（１０）前記ステップ内の前記穴は、前記カートリッジ上の対応するロック・ピンと協働してロック機能を提供するために用いられる上記（９）に記載のガイド。
【図面の簡単な説明】
【図１】剛体のプリント回路基板上に配置された本発明のガイドへ挿入される本発明のカートリッジを説明する等角図であり、当該ガイドは、また、剛性を増加させるためのプリント回路基板補強材としても機能する。
【図２】図１に類似するが、カートリッジが位置合わせされロックされる嵌合プリント回路基板スロットへカートリッジが完全に挿入される位置におけるカートリッジをより詳細に示す等角図である。しかし、プリント回路カードは必須ではない。
【図３】複数のガイド・スロットを含み、好ましくは、一枚板の打抜金属から作成される本発明のガイドを示す等角図である。
【図４】図３に示されるガイドの一部分の詳細図である。
【図５】ガイド・ピンの機能を具体的に説明する図２の一部分の詳細を示す等角図である。
【図６】ロック・ピン構造の位置とガイド・ピン構造の位置とをそれぞれ詳細に説明する側面図であり、これらの位置は、カートリッジおよび基板レベル・ガイド構造に対応するそれらの位置に対応する。
【図７】好適な作動レバー機構，プリント回路カードのスライド可能な取付，およびエッジ・コネクタを詳細に示すために本発明のカートリッジの内部構造を説明する側面図である。
【図８】スナップ・イン・ロック・ピンの所望の形状と配置とを説明する等角図である。
【図９】本発明のＥＭＩシールド・システムと共に使用できるＥＭＩシールド・スプリングの平面図である。
【図１０】図９に示されるスプリングの側面図である。
【符号の説明】
１００ 変換可能カートリッジ
１０１ 背面壁および側面壁部
１０２ 凹部
１０３ 前面壁
１０５ スロット
１１０ ピン
１２０ ロックピン
１３０ 傾斜面部
１４０ プリント回路カード
１４１ ネジ
１４５ エッジ・コネクタ
１５０ 作動アーム
１５１ 内部アーム部
１５２ 連接アーム
１５３ 配置ピン
１５４ 復帰バイアス機構
１５５ スロット
１５６ ピボット・ポイント
１５７ プレート
１５８ 固定ピン
１５９ ブラケット
１６０ 穴
１６１ 通風冷却穴
２００ ガイド機構
２１０ 位置合わせ穴
２１１ 垂直タブ
２１２ 後方部
２１４ ステップ
２１５ 横桟
２２０ 位置合わせ穴
２３１ 穴
２３２ 穴
３００ プリント回路基板
３１１ コネクタ
３５０ ベース
５００ ＥＭＩシールド・スプリング
５０１，５０９ タブ領域
５０２ ポケット
５０３ コンタクト・ピン
５０４ 頂点
５０５ ，５０７ 端部
５１２ 前縁
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、プリント回路カードをプリント回路基板へ挿入し、プリント回路カードをプリント回路基板から取り外すために交換可能カートリッジとともに使用されるガイド，ガイド・アセンブリ，および／またはガイド機構に関する。特に、本発明は、ガイド機能と、位置合わせ機能と、ロック機能とを備える一体型ガイド構造に関する。さらに、本発明は、所望のガイド構造に嵌合するカートリッジを備え、カートリッジが所定の位置に堅固に固定され、カートリッジ内部の内蔵作動機構がカートリッジ内部のプリント回路カードをスライド可能に移動させることを可能にし、それによって、カード・エッジ電気コネクタを対応するプリント回路基板装着コネクタへ強制的に嵌合させる。
【０００２】
少なくとも過去２５年間、チップ・レベルでの絶えず小型化する電気回路部品の開発が行われてきた。一方、電気回路小型化の成果を最大限に利用するためには、これらのチップを収容する完成プリント回路カードを効率的にパッケージしなければならない。密な間隔でのプリント回路カードのパッケージングは、チップ・レベル回路密度の増加の理論的な増長に直結することは明らかである。プリント回路カード上の集積回路チップの密なパッケージングとそれに伴うプリント回路カードの高密度のパッケージングとは、コンパクトネスの利点以上を得るために達成される設計目標である。コンパクトネスは、回路部品間の距離の短縮化をもたらし、同様に、回路をより高い周波数で有効に動作させることができるという非常に望ましい目標を満たし、これに限られないが例えばデータ処理システム等を含む多数の異なる種類の電気的システムの速度を増加させる。
【０００３】
さらに、主として長期間のシステム運用と信頼性とに関する理由から、たとえこれらのプリント回路カードが極めて密な間隔で配置される場合であってもプリント回路カードを容易に挿入し取外すことができることが同じく極めて望ましい。挿入および取り外し操作は、緊急（オンザフライ）修理，取り替え，保守，およびアップグレードのために極めて望ましい“常時交換可能性”機能の重要な要素としても提供される。
【０００４】
回路密度の増加に従って、プリント回路カードとプリント回路基板との間に成される電気的接続を必要とする電力線，信号線，および制御線の数も付随して増加した。これは、カードと基板との間でこれら様々な電気回路を収容する電気的コネクタが、独立した個別の電気的接続をますます多く備えることを要求されてきたことを意味する。その全てが接触の確実性を必要とする個別の電気的接続数の増加の重要な意義は、プリント回路コネクタを嵌合するプリント回路基板ソケットへ挿入するために必要とされる力がそれに伴って増大することである。この特徴は、カートリッジ自身の内部に収容される作動機構によってプリント回路基板へ挿入されることが意図されるプリント回路カードを収容する内蔵カートリッジに特殊な構造上の考慮事項をもたらす。
【０００５】
電気的接続数の増加は、また、望ましいコンパクト・パッケージング・システム、具体的には、容易なカートリッジ挿入および取外しを意図するコンパクト・パッケージング・システムの設計に他の問題をもたらす。特に、電気的接続数の増加は、ピンおよびソケット孔の数が増大したコネクタの使用をもたらす。これらの構造がますます多く存在するようになるので、ピン−ソケット接続（等）自身がそれらの間のより短い間隔で共にパックされる。パッケージング問題のこの特徴は、それに加えて、対向して配置された嵌合するピンとソケット孔とを物理的に接続するための接続ピン位置合わせ問題をもたらす。位置合わせの失敗は、プリント回路カードとこのカードが挿入されるプリント回路基板とに重大かつ永久的な損害を与える可能性がある。
【０００６】
また、本発明の主な目的の１つは、この内蔵挿入作動機能を収容できるカートリッジを提供することであるという事実に言及する。さらに、本発明は、プリント回路基板自身を除いてどのような外部構造との物理的接触も持たないように設計されたカートリッジを用いる。これは、本発明のカートリッジが、エンクロージャ，キャビネットもしくはフレームのような外部構造に依存する、あるいは周囲のキャビネット，フレーム，もしくはエンクロージャに備えられるあらゆる種類の適応構造に依存するいかなる種類の作動機構も必要としないということを意味する。これは、また、プリント回路基板とその周辺構造との間に配置された摩擦要素は１つもないということを意味する。これは、同様に、全体のプリント回路基板は、一体型の、すなわち、（カートリッジ内部の）挿入されたフルセットのプリント回路カードで完全に占められた構造として挿入され、取り外され得るということを意味する。しかしながら、この望ましい特徴は、時にはほんのわずかとはいえ、挿入する力に抵抗する機構をなおも備えなければならない点でカートリッジ設計をより困難にする。
【０００７】
加えて、プリント回路基板自身が、自身の対となる一方の適切なプリント回路カードによって、挿入および取外しされることを予定されている場合には、プリント回路基板は、特に基板の水平の寸法がその垂直の高さと比較して大きい状況においては、ほぼ剛体であることが望ましい。プリント回路基板が幅広でかつ長いが薄い場合には、特に挿入時には、望ましくない基板の湾曲と屈曲とをもたらすことがある。
【０００８】
パッケージング設計に対する付加的制約として、回路密度の増加に従って、出力密度と熱損失が付随して増加することも理解されたい。したがって、パッケージング設計は、冷却機能に関するシステム設計の面と完全に両立できることが望ましい。また、できる限り、パッケージング設計は、経済的に生産でき，滑らかに機能し，必要なメンテナンスがわずかかまたは一切なく，安価で容易に入手可能な材料から製造でき，多くの挿入および取外し操作サイクルに渡って、信頼して操作可能であることが望ましい。
【０００９】
回路機構の寸法が縮小し，動作周波数が増大し、パッケージング密度が大きくなるにつれて、電気システム内に他の問題が発生する、すなわち電磁干渉（ＥＭＩ）の発生である。電子回路パッケージング設計は、したがって、電磁干渉の漏れを防止するために用いられる構造および構成とも両立できることが望ましい。できる限り、パッケージング設計は、実際に電磁干渉の抑制に積極的に寄与する構造も含むことが望ましい。
【００１０】
その上、どのようなガイド機構およびロック機構も用いられ、それは、プリント回路カードの挿入（必要または要望に応じて後に取外される）が予定されるプリント回路基板上に終極的に配置されることに留意されたい。したがって、ガイドは、プリント回路基板の機能と両立でき、可能であれば、基板に構造上の剛性を与えて上述の基板の湾曲と屈曲を生じさせないことが望ましい。
【００１１】
本明細書は、プリント回路基板およびプリント回路カードに言及することにも留意されたい。ここで意図されるプリント回路基板は、電気的接続のために少なくとも１つのプリント回路カードが挿入される大きい方の構成部品である。本発明は、プリント回路基板の寸法あるいはプリント回路カードの寸法にいかなる特別な限定も設けない。最も一般的な状況において、回路基板は複数のプリント回路カードで占められることとなる。すなわち、プリント回路基板は、そこに挿入された多数のプリント回路カードを有することとなる。それゆえ、ここで用いられる用語“プリント回路基板”と“プリント回路カード”とは、相関的な用語であると考えられる。
【００１２】
したがって、本発明者等は、下記の時折競合するパッケージング問題に直面している。すなわち、コネクタ・ピン位置合わせ，カートリッジ位置合わせ，プリント回路基板への曲がらない接続，回路基板の湾曲及び屈曲，密で接近したパッケージング，冷却，電磁干渉シールド，常時交換可能性，プリント回路カードを収容する装着しやすいカートリッジを提供する要求，プリント回路カードの挿入および取外しのための機械的利益を必要とする機構，完全に占められたプリント回路基板の取外しとその挿入，周囲のエンクロージャまたはキャビネットとの物理的接触を必要としない回路基板ガイド機構を備えるシステム内に連携ＥＭＩシールド構成を提供する手段である。
【００１３】
【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、特に常時交換可能性への適応のために、イージー・アクセス機能と構成部品取替機能とを提供すると同時に、電子回路部品を密にパッケージするための構造および機構を提供することである。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、交換可能プリント回路カードを収容するカートリッジと合体して使用されるガイドを提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、一枚板の打抜金属の形態で容易かつ経済的に製作できるカートリッジ・ガイドの設計を提供することである。
【００１６】
さらに、本発明の目的は、ガイド機能，位置合わせ機能，ロック機能，およびホールド機能を備えるプリント回路カード装着機構を基板にもたらすことである。
【００１７】
本発明の他の目的は、ガイド機構が取り付けられるプリント回路基板へ付加的剛性を与える機能も果たすプリント回路基板用ガイド機構を提供することである。
【００１８】
本発明の他の目的は、一定レベルの電磁干渉シールドを提供するだけでなく、挿入されたカートリッジと協働してカード・レベル・シールド機能と基板レベル・シールド機能とを共に併合させる基板レベル・カートリッジ・ガイド機構を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、所望の基板レベル・ガイド機構と嵌合するだけでなく、これと協働して相互作用するプリント回路カード収容カートリッジを提供することである。
【００２０】
本発明の他の目的は、空気冷却路を通り抜ける空気の流れを提供できるプリント回路カード収容カートリッジを提供することである。
【００２１】
本発明の他の目的は、取扱いが容易（フール・プルーフ）であり、器具の使用を必要としないドッキング・カートリッジを提供することである。
【００２２】
本発明の他の目的は、密な間隔での電子回路部品のパッケージングを容易にすることである。
【００２３】
本発明の他の目的は、プリント回路カードの平易な挿入と取外しとを容易にする電子回路パッケージング設計構造を提供できることである。
【００２４】
最後に、本発明の目的は、逓増する高密度，高速，強力電子システムのパッケージング設計を容易にすることであるが、これに限られない。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の好適な実施の形態によれば、内蔵交換可能プリント回路基板カートリッジの挿入に特に適したガイド構造は、３つの主要な部分、すなわち、後方部，前方部，前方部と後方部との間に延びるスロット定義横桟を備える。後方部は、その中に位置合わせ穴を有する少なくとも１つの垂直タブを有する。この穴は、挿入されるカートリッジ上の対応する位置合わせピンを受け入れることになる。ガイド構造は、また、ステップを有する前方部を有する。ステップの垂直部は、また、少なくとも１つの他の位置合わせ穴を有する。位置合わせ穴の一方あるいは双方は、また、ロック機能を提供する。後方部から前方部へ延びるカートリッジ・スロット定義横桟の少なくとも一対も含まれ、横桟の対は、対応する位置合わせ穴の対の対向する両側に配置され、位置合わせ穴のうちの１つは、垂直タブ内に配置され、他の位置合わせ穴は垂直ステップ内に配置される。
【００２６】
本発明の好適な実施の形態において、ガイド構造は、一枚板の金属打抜から形成される。後方部は、好ましくは、ガイド構造自身と、ガイド構造が取り付けられるプリント回路基板との双方のための強化リブの働きをする溝を有する。
【００２７】
本発明は、また、上述のガイド構造と合体して使用されることが予定される嵌合プリント回路カード収容交換可能カートリッジを含む。このような使用が予定される望ましい交換可能カートリッジは、好ましくは剛体のフレームを備え、交換可能電気コネクタを有するプリント回路カードがこのフレーム内部にスライド可能に配置される。剛体フレームとプリント回路カードとの間に配置されるレバー機構は、プリント回路カードをフレームに対してスライド可能に移動させるために与えられる。ガイド・ピンがフレームの外側に付加され、ロック・ピンが、好ましくは、フレームの外側に付加される。したがって、カートリッジが、嵌合するプリント回路基板レベル・ガイド構造へガイドされロックされ、その結果、レバー機構が作動されてプリント回路カード上の交換可能電気コネクタをプリント回路基板上の対応するコネクタに嵌合させる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の様々な態様の全体的な説明を与える。特に、ガイド構造２００へ挿入される直前の状態が示される交換可能カートリッジ１００が示される。カートリッジ１００は、４つの主要な要素を備える。すなわち、前面壁１０３，背面壁および側面壁部１０１，傾斜面部１３０，およびプリント回路カード１４０（図７を参照）である。ガイド構造２００は、また、プリント回路基板３００へ適度の剛性を与えるという点で、２つの目的に資する。プリント回路基板３００は、また、コネクタ３１１を含み、コネクタ３１１は、カートリッジ１００内部に収容されるプリント回路カード上の１以上の対応するエッジ・コネクタ１４５（図７を参照）に嵌合する。図１は、コネクタ３１１が雌コネクタであることを示すが、この態様は、本発明の最も広い形態におけるその設計および実施に関係しない。しかしながら、カード自身の一部として雄コネクタを備えるようにプリント回路カードを作成することは比較的容易であるので、これは好適な構造である。
【００２９】
図２は、カートリッジ１００が、ここではガイド構造２００へ完全に挿入されている点を除いて図１に示されるのと同様な本発明の図を提供する。図２は、また、図９および図１０を参照してより詳細に後述されるＥＭＩシールド・スプリング５００の組み込み状態を示している。本発明の必須の特徴ではないが、ＥＭＩシールド・スプリング５００は、ガイド構造２００と完全に共存しかつ協働し、そして、カートリッジ１００の金属前面傾斜面部１３０とガイド構造２００との間に固体電気接触を与えることにより連続接地をもたらす。
【００３０】
図３に示されるように、全体のガイド構造２００は、概略はしご状の構成を備える。ガイド構造２００は、３つの主要な部分を備える。すなわち、後方部，前方部，前方部と後方部との間に延び、カートリッジ１００の所定の位置への挿入，ガイド，およびロックのために適切に定められたスロットを提供する横桟２１５である。カートリッジ１００がほぼ矩形の横断面を有するように構成されるならば、横桟２１５は、ほぼ平行である。これは、好適な構造である。しかしながら、本発明者等は、カートリッジがＶ字形の横断面を備える場合には、横桟はもはや必ずしも平行ではなく、むしろ、カートリッジの横断面の形状に従うという変更のみにより、本発明が依然として適用可能であるという事実を認識していることを留意されたい。
【００３１】
図３は、また、本発明のガイド構造の好適な実施の形態が、後方部２１２を備え、後方部２１２は、溝またはリブとして形成され、全体のガイド構造２００と、コネクタ３１１が横桟２１５間に配置されるようにガイド構造が付加されるプリント回路基板３００との双方の剛性の程度を増加させるという事実を説明する。ガイド構造２００は、また、垂直壁部を備えるステップ２１４を含む前方部を有する。位置合わせ穴２２０が、垂直ステップ壁部２１４内に配置される。このステップは、また、溝２１２とほぼ同様に構造の剛性を増加させる。本発明の好適な実施の形態において、穴２２０は、カートリッジ１００上の対応するロック・ピン１２０（図６を参照）を受け入れる正方形の開口として与えられる。ロック機能は、ピン１１０（図６を参照）かピン１２０のいずれかによって与えることができるが、この機能が前方の位置で与えられることが好ましい。ロック機能は、プリント回路カードと基板レベル・コネクタ３１１との間の位置合わせのために望ましい。加えて、さらに重要なことに、ロック機能は、作動アーム１５０が動かされ、プリント回路カードを下方へ、コネクタ３１１に押し込む際に、カートリッジが固定されたままであることをユーザに保証する。
【００３２】
後方部は、また、カートリッジ１００上の対応する位置合わせピン１１０を受け入れるよう形成された位置合わせ穴２１０を含む垂直タブ２１１を有する（図５を参照）。ガイド構造２００の前方部または前面部は、穴２２０を有する。本発明の好適な実施の形態においては、穴２１０および２２０は、横桟２１５に平行で、横桟２１５の間を走る中間線に沿って配置される。前方部内にステップを含むことによって、剛性も提供する。加えて、ガイド構造２００の前方部はまた、好ましくは、シールド・スプリング５００の嵌合部を受け入れるための細長い穴２３１および２３２の２つの平行な列を含み、シールド・スプリング５００は、より詳細に後述するように、打抜成形されたコンタクト・ピン５０３を備える形成されたポケット５０２を有する。ポケット５０２は、スロット２３１の前方端部を受け入れる。スプリング・シールド５００の前縁５１２は穴２３２を通って突き出る。
【００３３】
図４は、拡大形式であるが、図３に示されるのと基本的に同一の特徴を示す。特に、図４は、横桟２１５の構造のより詳細な図を提供する。カートリッジ１００が、２つの隣接する横桟２１５の間の位置にスライドされる時、カートリッジ１００上の先細のピン１１０がタブ２１１内の穴２１０に入り込むので、後方の位置合わせが保証される。傾斜面部１３０に対するさらなる圧力は、ロック・ピン１２０（図６および図８を参照）を穴２２０に貫通させ、カートリッジ１００を適所へロックする。挿入の最後の段階の際、カートリッジ１００上の作動アーム１５０が、前方へ、そしてカートリッジ・フレーム内部のプリント回路カードが下方へ移動するように動かされ、プリント回路カードのエッジ・コネクタが基板コネクタ３１１へ挿入される。これは、カートリッジ１００のいかなる実質的な移動も伴わずに達成される。移動は、基本的に作動機構自身とプリント回路カードとに限られる。
【００３４】
図５は、ドッキングされたカートリッジのより詳細な図を提供し、カートリッジは、タブ２１１内の穴２１０を通って突き出る位置合わせピン１１０を備える。また、冷却が望まれる状況において備えられるカートリッジ１００内の穴１６０が、ここで特に示される。加えて、通風冷却穴１６１が、傾斜面部１３０の前面側に配置され、傾斜面部１３０は、特にＥＭＩが要因である場合には金属であるのが好ましい（図１，２および５を参照）。さらに、任意に含まれるベース３５０が図５に示され、これは、ガイド構造２００のみによって与えられる剛性に加えてさらに高いレベルの剛性が要求される場合に与えられる。ベース３５０は、基本的に、そして好ましくはプリント回路基板３００の水平面上の寸法と同一の範囲を有する平らな重合体材料から成る。
【００３５】
冷却気の流れのための穴１６１の存在の説明に加えて、図６は、すでに挿入されたカートリッジ１００の側面図を示す。図６に示される側面と反対側のカートリッジ傾斜面部１３０の側面もまた、好ましくは、シールド・スプリングを有し、その結果、ＥＭＩシールド目的のための確かな電気的接触が、隣接して挿入されたカートリッジ間で維持される。加えて、傾斜面部１３０とガイド構造２００との間の確かな電気的接続を提供するＥＭＩシールド・スプリング５００の存在と位置が図６において解説される。
【００３６】
図７は、カートリッジ１００の主要な構成部品のうちの２つ、すなわち、プリント回路カード１４０（透視図で示される）と背面壁および側面壁部１０１とを説明する。図７は、また、カートリッジ１００の組み立ての第１の段階を示す。特に、エッジ・コネクタ１４５を備えるプリント回路カード１４０が、カード１４０内の対応する穴を通る配置ピン（またはピボット・ポイント）１５３によって背面壁および側面壁部１０１に取り付けられる。これは、カード１４０を作動機構へ接続する。プリント回路カード１４０は、また、対応するスロット１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，および１０５ｄ内部にそれぞれ配置されるピン，ネジまたはリベット１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，および１４１ｄによってカートリッジ１００へ結合される。これらのピンおよびスロットが、カード１４０のより規則正しい垂直の動きを保証するのに役立つ内部のガイド機構を提供する。ピンあるいはピボット・ポイント１５３は、例えばナットあるいは摩擦ワッシャのような、ピンをカード１４０に対して適切な位置に保持するあらゆる適切な機構を含む。カートリッジ１００の組み立ては、前面壁１０３を加えることによって完成し、この前面壁１０３は、前面壁１０３を通って背面壁および側面壁部１０１内に形成された嵌合するネジ孔へはまるネジによって好ましくは取り付けられる。前面壁１０３と背面壁および側面壁部１０１とは、好ましくは、絶縁性重合体材料より成る。このような壁構造は、成型工程で容易かつ好適に形成される。最後に、傾斜面部１３０が、好ましくはネジあるいは同種の留め具機構によってカートリッジ１００の前面に付加される。柔軟性のために、本発明のカートリッジと共に用いられる留め具機構は、取り外し可能であることが望ましい。
【００３７】
図７は、また、プリント回路カード１４０へ垂直の動きを与えるための好適な機構を説明する。しかしながら、ピボット・レバーのあらゆる適切な構成が利用可能である。この機構の唯一の要件は、それが外側からアクセス可能な部分を有し、プリント回路カード１４０を下方向と上方向とに動かすことができることである。後者の方向は、取り外しが必要な場合には、カートリッジの取り外しのために必要とされる。カートリッジの取り外しが必要条件でない場合には、上方への動きも同様に必要でないことは明らかである。一方、図に示されるように、作動機構は、矢印１７０によって示される方向のアーム１５０の水平の動きを、矢印１８０によって示されるプリント回路カード１４０の垂直の動きへ変換させる。
【００３８】
作動アーム１５０は、内部アーム部１５１を有し、内部アーム部１５１は、壁部材１０１へ付加されるプレート１５７内でその目的を与える溝の内側でスライドする。内部アーム部１５１は、また、好ましくはプレート１５７へ取り付けられる固定ピン１５８を受け入れるスロット１５５を有する。内部アーム部１５１は、さらに、ピボット・ポイント１５６を含み、ピボット・ポイント１５６は、連接アーム１５２へ取り付けられ、連接アーム１５２は、コンパクトネスのために背面壁および側面壁部１０１内の凹部１０２の内部に配置され凹部１０２の内側で動く。連接アーム１５２の他方の端部は、上述したピボット・ポイント１５３でプリント回路カード１４０へ取り付けられる。スプリング形式の好適な復帰バイアス機構１５４がさらに与えられ、少なくとも垂直の復帰力を与えるために、プリント回路カード１４０上の適切な場所とカートリッジ１００の固定部分とに取り付けられる。ピボット・ポイント１５３は、プレート１５７上のブラケット１５９と同様に、望ましくはこのために適切な位置にある。
【００３９】
図８は、ロック・ピン１２０の好適な構造のより詳細な図を提供する。特に、図８は、ロック・ピン１２０が、２つの部分１２０ａと１２０ｂを好ましくは含み、これらは、ガイド構造２００の前面壁２１４内の穴２２０を貫いて配置されるということを示す。ロック・ピン１２０は、また、カートリッジの取り外しを可能にするように先細にされる。ロック・ピン１２０は、好ましくは、背面壁および側面壁部１０１を作り出す成型工程の一部として形成される。一方、あらゆる適切なもどり止供給構造がロック機能を達成するために利用可能である。また、ＥＭＩシールド５００を受け入れることが予定される穴２３１と穴２３２とが図８に示される。
【００４０】
図９，１０および３は、また、本発明の好適な実施の形態と共に使用できるＥＭＩシールド・システムの一部を説明するために有用である。特に、図３および８は、ガイド構造２００内にＥＭＩスプリング・シールド取付穴２３１および２３２を含む状態を示す。ＥＭＩシールド・スプリング５００は、ガイド２００内の穴２３１および２３２に容易に挿入できるよう成形される。特に、穴２３１は、前方に面するスロットあるいはポケット（図１０の参照符号５０２）に係合する前方端部を有する。したがって、シールド５００は、ガイド２００との確かな電気的接触状態にある端部を有する。シールド５００の他方の端部は、穴２３２を貫いて突き出る可撓部分５０１を有する。シールド・スプリング５００の立ち上がり部分は、カートリッジの挿入の際傾斜面部１３０に電気的に接触する（図６を参照）頂点５０４を有する。
【００４１】
図９および１０は、ＥＭＩシールド・スプリング５００の構造の詳細な説明を提供する。このスプリング・シールドは、好ましくは、図に示されるように形成される一枚板の打抜金属から構成される。このシールド・スプリングのための好適な材料は、ベリリウム銅（１／２Ｈａｒｄ）であり、代替の材料はステンレス鋼（１／２Ｈａｒｄ）である。図９は、好ましい構造の平面図を与え、図１０は、端面図を与える。端部５０５と５０７の間のスプリング・シールド５００内に穴が存在する。領域５０９は、領域５０１と同様に構造のタブ領域である。先端または頂点５０４は、傾斜面部１３０の底部に係合する。また、ガイド２００内の穴２３１の端部に係合するポケットあるいはスロット５０２の存在が解説される。特に、打抜シールド５００が、好ましくは、シールド・スプリングの製造に用いられる打抜工程によって形成されるピン５０３を含むことに留意されたい。ピン５０３は、また、シールド５００とガイド２００との間の電気的接触を改善するために用いられる。さらに、図１０が、図９にも示される複数の面あるいは辺を識別する点で、図１０が特に有用であることに留意されたい。対応した符号を付された部分が、これらの２つの図において示される。
【００４２】
“エッジ・コネクタ”であるコネクタを備えたプリント回路カードの点から本発明を述べてきたが、この厳密な配置に対する必須要件は存在しない。とはいえ、コンパクトネスのために好適であることは確かである。同様に、プリント回路カード挿入のための簡単なスライドおよびピボット・アーム構造を有し、スライド可能アームに対して外的に付加された牽引とバイアス・スプリング復帰機構とによって作動が与えられるものとして上記の説明を述べてきた。しかしながら、レバーおよびピボット・アームのあらゆる適切な構成を備えることができる。さらに、たとえこれが好適な配置であっても、スライド作動機構とプリント回路カードとの間の接続がプリント回路カードの上部に、あるいはその近傍に配置されるという絶対的要件は存在しない。多くの機械的な利点をもたらすが、ピボット・レバー部品を取り付けるための適切な非表面カード配置に精通した回路カード設計者との多量の協力を必要とすることになる他の配置が可能である。同様に、ガイド・ステップの垂直部内に配置されたロック穴を有し、ガイド・ピンまたは位置合わせピンがガイド・トラック構造の後方の垂直タブ内の開口に嵌合するように成形されるものとして本発明を説明してきた。これは、好適な構成であるが、これらの役割は容易に入れ替えられ、位置合わせピンと位置合わせピン穴とは、前方のステップ部内に配置される。加えて、ガイド構造２００が金属から構成され、ガイド構造２００が打抜工程および成形工程によって製造されることが一般的には好ましいが、特に、ＥＭＩシールド用の導電率が要因でない場合には、ガイド構造２００の形成過程において、成型された重合体材料を用いることも可能であることを留意されたい。
【００４３】
本発明の好適な実施の形態に従って本発明をここに詳細に説明してきたが、当業者によれば、多くの変更と置換とをその中に行うことができる。したがって、本発明の真の趣旨および範囲に含まれる全てのこのような変更および置換を包含することが、特許請求の範囲によって意図される。
【００４４】
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。
（１）内蔵交換可能プリント回路基板カートリッジの挿入に特に適したガイドであって、内部に位置合わせ穴を備える少なくとも１つの垂直タブを有する後方部と、ステップを有し、前記ステップの垂直部内に少なくとも１つの位置合わせ穴を有する前方部と、前記後方部から前記前方部へ延びる少なくとも１対のカートリッジ・スロット定義横桟とを備え、前記横桟の対は、対応する前記位置合わせ穴の対の対向する両側に配置され、前記位置合わせ穴のうちの一方は前記タブ内に配置され、他方の穴は前記垂直ステップ内に配置されるガイド。
（２）前記後方部と前記前方部と前記横桟とは、一体構造を形成する上記（１）に記載のガイド。
（３）前記後方部と前記前方部と前記横桟とは、一体型の金属打抜から構成される上記（１）に記載のガイド。
（４）複数の前記カートリッジ・スロット定義横桟が含まれ、前記横桟のそれぞれの隣接する対は、その間に少なくとも１つの穴を含むタブと少なくとも１つの穴を含むステップ部とを有する上記（１）に記載のガイド。
（５）前記対応する穴の対のうちの少なくとも１対は、前記カートリッジの一部を受け入れるように成形され、前記カートリッジ上に配置されたロック・ピンと協働してロック機能を提供する上記（１）に記載のガイド。
（６）前記ロック機能を提供するのは前記ステップ内の穴である上記（５）に記載のガイド。
（７）前記ガイドが取付けられるプリント回路基板をさらに備える上記（１）に記載のガイド。
（８）前記プリント回路基板は、前記プリント回路基板へ取付けられ、前記横桟の隣接する対の間に配置される少なくとも１つの交換可能電気コネクタを備える上記（７）に記載のガイド。
（９）前記対応する穴に嵌合する突出部を有するプリント回路カード・カートリッジをさらに備える上記（８）に記載のガイド。
（１０）前記ステップ内の前記穴は、前記カートリッジ上の対応するロック・ピンと協働してロック機能を提供するために用いられる上記（９）に記載のガイド。
【図面の簡単な説明】
【図１】剛体のプリント回路基板上に配置された本発明のガイドへ挿入される本発明のカートリッジを説明する等角図であり、当該ガイドは、また、剛性を増加させるためのプリント回路基板補強材としても機能する。
【図２】図１に類似するが、カートリッジが位置合わせされロックされる嵌合プリント回路基板スロットへカートリッジが完全に挿入される位置におけるカートリッジをより詳細に示す等角図である。しかし、プリント回路カードは必須ではない。
【図３】複数のガイド・スロットを含み、好ましくは、一枚板の打抜金属から作成される本発明のガイドを示す等角図である。
【図４】図３に示されるガイドの一部分の詳細図である。
【図５】ガイド・ピンの機能を具体的に説明する図２の一部分の詳細を示す等角図である。
【図６】ロック・ピン構造の位置とガイド・ピン構造の位置とをそれぞれ詳細に説明する側面図であり、これらの位置は、カートリッジおよび基板レベル・ガイド構造に対応するそれらの位置に対応する。
【図７】好適な作動レバー機構，プリント回路カードのスライド可能な取付，およびエッジ・コネクタを詳細に示すために本発明のカートリッジの内部構造を説明する側面図である。
【図８】スナップ・イン・ロック・ピンの所望の形状と配置とを説明する等角図である。
【図９】本発明のＥＭＩシールド・システムと共に使用できるＥＭＩシールド・スプリングの平面図である。
【図１０】図９に示されるスプリングの側面図である。
【符号の説明】
１００ 変換可能カートリッジ
１０１ 背面壁および側面壁部
１０２ 凹部
１０３ 前面壁
１０５ スロット
１１０ ピン
１２０ ロックピン
１３０ 傾斜面部
１４０ プリント回路カード
１４１ ネジ
１４５ エッジ・コネクタ
１５０ 作動アーム
１５１ 内部アーム部
１５２ 連接アーム
１５３ 配置ピン
１５４ 復帰バイアス機構
１５５ スロット
１５６ ピボット・ポイント
１５７ プレート
１５８ 固定ピン
１５９ ブラケット
１６０ 穴
１６１ 通風冷却穴
２００ ガイド機構
２１０ 位置合わせ穴
２１１ 垂直タブ
２１２ 後方部
２１４ ステップ
２１５ 横桟
２２０ 位置合わせ穴
２３１ 穴
２３２ 穴
３００ プリント回路基板
３１１ コネクタ
３５０ ベース
５００ ＥＭＩシールド・スプリング
５０１，５０９ タブ領域
５０２ ポケット
５０３ コンタクト・ピン
５０４ 頂点
５０５ ，５０７ 端部
５１２ 前縁
Claims (12)
- 基板コネクタが設けられている回路基板と、
前記回路基板上に設けられたガイド構造であって、前記回路基板の表面に対して垂直に設けられた垂直壁部を有する前方部材と、前記垂直壁部に設けられた第１の位置合わせ穴と、前記回路基板の表面に対して垂直な垂直タブを有する後方部材と、前記垂直タブに設けられた第２の位置合わせ穴と、前記前方部材及び前記後方部材を連結するように互いに離隔して設けられた第１の横桟及び第２の横桟とを有し、前記前方部材、前記後方部材、前記第１の横桟及び前記第２の横桟は前記基板コネクタを囲んで露出するように配置されている、前記ガイド構造と、
前記基板コネクタに接続するエッジ・コネクタが底部に設けられているプリント回路カードを内蔵するカートリッジであって、前記第１の横桟及び前記第２の横桟に沿ってスライドされるときに前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタに位置合わせするために、前記第１の位置合わせ穴に係合する第１のピン及び前記第２の位置合わせ穴に係合する第２のピンが設けられている、前記カートリッジとを備えるパッケージ構造。 - 基板コネクタが設けられている回路基板と、
前記回路基板上に設けられたガイド構造であって、前記回路基板の表面に対して垂直に設けられた垂直壁部を有する前方部材と、前記垂直壁部に設けられた第１の位置合わせ穴と、前記回路基板の表面に対して垂直な垂直タブを有する後方部材と、前記垂直タブに設けられた第２の位置合わせ穴と、前記前方部材及び前記後方部材を連結するように互いに離隔して設けられた第１の横桟及び第２の横桟とを有し、前記前方部材、前記後方部材、前記第１の横桟及び前記第２の横桟は前記基板コネクタを囲んで露出するように配置されている、前記ガイド構造と、
前記基板コネクタに接続するエッジ・コネクタが底部に設けられているプリント回路カードを内蔵するカートリッジであって、前記第１の横桟及び前記第２の横桟に沿ってスライドされるときに前記第１の位置合わせ穴に係合する第１のピン及び前記第２の位置合わせ穴に係合する第２のピンが設けられている、前記カートリッジとを備え、
前記第１のピンは、前記第１の位置合わせ穴を貫通した後に前記前方部材の前記垂直壁部の後面に係合する先端部を有し、前記第１の横桟及び前記第２の横桟に沿う前記カートリッジの動きをロックして前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタの上方に位置合わせするロック・ピンであることを特徴とするパッケージ構造。 - 基板コネクタが設けられている回路基板と、
前記回路基板上に設けられたガイド構造であって、前記回路基板の表面に対して垂直に設けられた垂直壁部を有する前方部材と、前記垂直壁部に設けられた第１の位置合わせ穴と、前記回路基板の表面に対して垂直な垂直タブを有する後方部材と、前記垂直タブに設けられた第２の位置合わせ穴と、前記前方部材及び前記後方部材を連結するように互いに離隔して設けられた第１の横桟及び第２の横桟とを有し、前記前方部材、前記後方部材、前記第１の横桟及び前記第２の横桟は前記基板コネクタを囲んで露出するように配置されている、前記ガイド構造と、
前記基板コネクタに接続するエッジ・コネクタが底部に設けられているプリント回路カードを内蔵するカートリッジであって、前記第１の横桟及び前記第２の横桟に沿ってスライドされるときに前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタに位置合わせするために、前記第１の位置合わせ穴に係合する第１のピン及び前記第２の位置合わせ穴に係合する第２のピンが設けられており、前記プリント回路カードの上端に沿う方向に動く第１のアームが前記プリント回路カードの上方に設けられ、前記上端に沿う方向の前記第１のアームの動きにより回動されて、前記プリント回路カードの前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタに向けて移動させる動きに変換する第２のアームが前記内部アームと前記プリント回路カードとに枢着されている、前記カートリッジとを備えるパッケージ構造。 - 前記第２のアームは、前記回路基板の表面に対して垂直な方向から傾けられており、前記第２のアームの一端が前記第１のアームに枢着され、他端が前記プリント回路カードの上端に枢着されていることを特徴とする請求項３に記載のパッケージ構造。
- 前記プリント回路カードを上方にバイアスするスプリングが、前記プリント回路カードと前記カートリッジの間に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のパッケージ構造。
- 前記第１のピンは、前記第１の位置合わせ穴を貫通した後に前記前方部材の前記垂直壁部の後面に係合する先端部を有し、前記第１の横桟及び前記第２の横桟に沿う前記カートリッジの動きをロックして前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタに位置合わせするロック・ピンであることを特徴とする請求項３に記載のパッケージ構造。
- 前記回路基板の表面に対して垂直な方向に延びる複数個のスロットが前記カートリッジに設けられており、前記複数個のスロットのそれぞれに係合するピンが前記プリント回路カードに設けられていることを特徴とする請求項３に記載のパッケージ構造。
- 基板コネクタが設けられている回路基板と、
前記回路基板上に設けられたガイド構造であって、前記回路基板の表面に対して垂直に設けられた垂直壁部を有する前方部材と、前記垂直壁部に設けられた第１の位置合わせ穴と、前記回路基板の表面に対して垂直な垂直タブを有する後方部材と、前記垂直タブに設けられた第２の位置合わせ穴と、前記前方部材及び前記後方部材を連結するように互いに離隔して設けられた第１の横桟及び第２の横桟とを有し、前記前方部材、前記後方部材、前記第１の横桟及び前記第２の横桟は前記基板コネクタを囲んで露出するように配置されている、前記ガイド構造と、
前記基板コネクタに接続するエッジ・コネクタが底部に設けられているプリント回路カードを内蔵するカートリッジであって、前記第１の横桟及び前記第２の横桟に沿ってスライドされるときに前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタに位置合わせするために、前記第１の位置合わせ穴に係合する第１のピン及び前記第２の位置合わせ穴に係合する第２のピンが設けられており、前記プリント回路カードの上端に沿う方向に動く第１のアームが前記プリント回路カードの上方に設けられ、前記上端に沿う方向の前記第１のアームの動きにより回動されて、前記プリント回路カードの前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタに向けて移動させる動きに変換する第２のアームが前記内部アームと前記プリント回路カードとに枢着されている、前記カートリッジとを備えるパッケージ構造のパッケージ方法であって、
前記カートリッジを前記第１の横桟及び前記第２の横桟に沿ってスライドさせて前記第１のピンを前記第１の位置合わせ穴に係合させると共に前記第２のピンを前記第２の位置合わせ穴に係合させることにより、前記カートリッジの動きをロックして前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタの上方に位置合わせし、
前記第１のアームを前記上端に沿う方向に移動させて前記第２のアームを回動させることにより、前記プリント回路カードの前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタに向けて移動させて接続することを含む、パッケージ方法。 - 前記第２のアームは、前記回路基板の表面に対して垂直な方向から傾けられており、前記第２のアームの一端が前記第１のアームに枢着され、他端が前記プリント回路カードの上端に枢着されていることを特徴とする請求項８に記載のパッケージ方法。
- 前記プリント回路カードを上方にバイアスするスプリングが、前記プリント回路カードと前記カートリッジの間に取り付けられていることを特徴とする請求項８に記載のパッケ ージ方法。
- 前記第１のピンは、前記第１の位置合わせ穴を貫通した後に前記前方部材の前記垂直壁部の後面に係合する先端部を有し、前記第１の横桟及び前記第２の横桟に沿う前記カートリッジの動きをロックして前記エッジ・コネクタを前記基板コネクタに位置合わせするロック・ピンであることを特徴とする請求項８に記載のパッケージ方法。
- 前記回路基板の表面に対して垂直な方向に延びる複数個のスロットが前記カートリッジに設けられており、前記複数個のスロットのそれぞれに係合するピンが前記プリント回路カードに設けられていることを特徴とする請求項８に記載のパッケージ方法。
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