JP4063243B2 - 回路基板挿抜機構及びそれに用いる治工具 - Google Patents

Description

本発明は回路基板挿抜機構及びそれに用いる治工具に関し、特に電子機器の筐体内において、プラグイン型の回路基板を挿抜するための挿抜機構及びそれに用いる治工具に関するものである。

電子機器は多くの回路基板を含む回路パッケージにより構成されており、これら回路パッケージは、筐体である架であるラック内に収容されている。図１１にその概略を示しており、１本のラック４０には、複数段のラックユニット５０が積層されており、これらラックユニット５０の各々には、複数の回路パッケージ２５がそれぞれ収納されている。これら回路パッケージ２５は、ラックユニット５０内において、図示せぬマザーボート上に、コネクタをそれぞれ介して挿抜自在に、いわゆるプラグイン型の構成で収納されている。

かかる構成において、マザーボードやプラグイン型の回路パッケージの回路基板を保守する際には、回路基板をコネクタに対して挿抜する必要があり、更に、この回路基板の背面には、多くのケーブルが接続されていることがあり、このような場合には、ケーブルをも挿抜することが必要になる。

ここで、特許文献１を参照すると、プラグイン型の基板におけるコネクタに対する挿抜機構が開示されている。この構成では、コネクタに対して、バネにより付勢された操作ボタンを、操作することにより、レバーを回動せしめて、いわゆる「てこ」の原理により回路基板をマザーボード上のコネクタから離脱せしめる様になっている。
特開２０００−３４０２９４号公報

近年、コンピュータ装置の高性能化に伴い、電子回路パッケージ間の光／電気インターコネクタの多極／高密度化が急ピッチで進んでいる。このため以下の様な問題が生じている。

第１の問題点は、光／電気ケーブルが接続される電子回路パッケージの保守（交換、調査）に時間がかかることである。その理由は、当該ケーブルを回路基板から抜去、挿入しなければならないためである。

第２の問題点は、回路基板を交換するたびに、光／電気ケーブルの接続ミスを犯す危険があることである。その理由は、回路基板の交換をするために当該ケーブルを抜去、挿入しなければならないためためである。

第３の問題点は、電子回路パッケージの保守交換が、光／電気ケーブル用コネクタの短寿命化をもたらすことである。その理由は、回路基板を交換するたびに当該ケーブルを抜去、挿入しなければならないためである。

第４の問題点は、ケーブルを抜かずに電子回路基板を交換するためには、筐体からラックユニットを一旦引き出さなければならないことである。その理由は、電子回路パッケージが筐体に搭載されてラックユニットに納められた状態では、当該ケーブルが接続されている回路基板（中継基板ともいう）をマザーボードから引き抜くことができないためである。

第５の問題点は、中継基板のみを交換する場合でも、筐体からラックユニットを一旦引き出さなければならないことである。その理由は、電子回路パッケージが筐体に搭載されてラックユニットに納められた状態では、当該ケーブルが接続されている中継基板をマザーボードから引き抜くことができないためである。

なお、特許文献１に開示の構造では、コネクタそのものに対して、操作ボタンや、てこの原理を実現するための部材などを取り付ける必要があり、コネクタが、操作しやすい保守面上に配置された構造のものに対しては、適用できるが、上述した様に、筐体であるラックの保守面（背面）には、ケーブルが接続されている構成のものに対しては適用ができない。

本発明の目的は、ケーブル挿抜を伴わない保守交換性の良い回路パッケージや回路基板の挿抜機構（以下、回路基板挿抜機構と称す）及びそれに用いる治工具を提供することである。

本発明の他の目的は、保守交換後にケーブルの接続ミスを犯す危険性のない回路基板挿抜機構及びそれに用いる治工具を提供することである。

本発明の更に他の目的は、回路パッケージを頻繁に保守交換しても、搭載されたケーブルコネクタの短寿命化を招かない回路基板挿抜機構及びそれに用いる治工具を提供することである。

本発明の別の目的は、ラックユニットを筐体から引き出すことなく、マザーボードまたは中継基板を保守交換できる回路基板挿抜機構及びそれに用いる治工具を提供することである。

本発明による回路基板挿抜機構は、電子機器の筐体内において、プラグイン型の回路基板を挿抜するための挿抜機構であって、ガイドバーを有し前記回路基板と一体化されて可動自在な可動プレートと、治工具を案内すべく前記ガイドバーと共にガイド溝を形成するガイドエッジを有するガイドプレートとを含み、前記治工具の前記ガイド溝への挿抜に応じて前記可動プレートを前記ガイドプレートに対して可動せしめつつ前記回路基板の挿抜をなすようにしたことを特徴とする。

そして、前記ガイドエッジは第一及び第二のガイドエッジからなり、前記第一のガイドエッジと前記ガイドバーの一側縁部とにより第一のガイド溝が構成され、前記第二のガイドエッジと前記ガイドバーの他側縁部とにより第二のガイド溝が構成されており、前記第一及び第二のガイド溝の各々に対する前記治工具の挿抜により、前記回路基板の挿抜をそれぞれなすようにしたことを特徴とする。

また、前記ガイドプレートは、前記筐体にネジ止めされていることを特徴とし、前記ガイドプレートは、前記回路基板と前記可動プレートとの間に設けられており、これら基板及びプレートは３層構造とされていることを特徴とする。更に、前記回路基板は、ケーブルを接続するためのケーブルコネクタを有することを特徴とする。また、前記回路基板は前記筐体内のマザーボードにコネクタを介して挿入される構成であることを特徴とする。

本発明による治工具は、プラグイン型の回路基板と、ガイドバーを有し前記回路基板と一体化されて可動自在な可動プレートと、治工具を案内すべく前記ガイドバーと共にガイド溝を形成するガイドエッジを有するガイドプレートとを含む回路パッケージにおいて、前記治工具の前記ガイド溝への挿抜に応じて前記可動プレートを前記ガイドプレートに対して可動せしめつつ、電子機器筐体に対する前記回路パッケージの挿抜をなすようにしたパケッージ挿抜機構における治工具であって、前記ガイド溝に対して挿抜自在なバーを含むことを特徴とする。
更に、前記回路パッケージは複数設けられており、前記バーは前記複数の回路パッケージの各々に対応して設けられかつ互いに連結されていることを特徴とする。

本発明の作用を述べる。回路パッケージを、筐体に対して挿抜をなすためのプラグイン型の回路基板と、ガイドバーを有し当該回路基板と一体化されて可動自在な可動プレートと、治工具を案内すべく当該ガイドバーと共にガイド溝を形成するガイドエッジを有するガイドプレートとの３枚構造とする。そして、治工具のガイド溝への挿抜に応じて可動プレートをガイドプレートに対して可動せしめつつ回路基板の挿抜をなすものである。

さらに詳しくは、ガイドエッジは第一及び第二のガイドエッジからなり、これら第一のガイドエッジとガイドバーの一側縁部とにより第一のガイド溝を構成し、第二のガイドエッジとガイドバーの他側縁部とにより第二のガイド溝を構成する。そして、これら第一及び第二のガイド溝の各々に対する治工具の挿抜により、回路基板の挿抜をそれぞれなすようにしている。よって、マザーボードに対して回路基板を抜去する場合に、回路基板のケーブルコネクタを抜去することなく、簡単に回路基板の抜去ができる。

本発明による第１の効果は、ケーブル接続を有する回路パッケージの保守性が向上することである。その理由は、ケーブルコネクタを挿抜することなくマザーボードの交換ができるからである。

第２の効果は、回路基板を保守した後に、ケーブルの接続ミスを犯す危険がなくなることである。その理由は、ケーブルコネクタを挿抜することなくマザーボードの交換ができるからである。

第３の効果は、回路パッケージを頻繁に交換してもケーブルコネクタの寿命に影響を及ぼさないことである。その理由は、ケーブルコネクタを挿抜することなくマザーボードの交換ができるからである。

第４の効果は、ラックユニットを一旦筐体から引き出すことなく、マザーボードまたは中継パッケージを交換することが可能になることである。その理由は、保守面から冶工具を差し込むだけで、中継基板をマザーボードから取り外せるためである。

以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１を参照すると、本発明の一実施の形態としてのパッケージ挿抜機構の分解斜視図が示されている。回路基板である中継パッケージ２５は、中継基板１と、リヤプレート８と、ガイドプレート５と、インシュレータ４とを含んで構成されている。

中継基板１は、図２に示すマザーボード１５と接続するためのコネクタ２と、ケーブル接続用コネクタ３と、電子部品２３とを含んで構成されており、ネジ１１と穴２４によってリヤプレート８へ固定される。リヤプレート８は、中継基板１を固定するためのタップ１４と、ケーブル接続用コネクタ３へケーブルを差し込むための開口９と、冶工具２１を挿入するための切り欠き３８及び切り欠き３９と、冶工具２１を案内するためのガイドバー１０とを含んで構成されている。

中継基板１とリヤプレート８との間には、ガイドプレート５が介在する。ガイドプレート５に導電性の材料を適用した場合には、絶縁性のインシュレータ４を中継基板１とガイドプレート５との間に介在させる。インシュレータ４はネジ１１を逃げるための穴１２を有する。ガイドプレート５は、ネジを逃げるための長穴１３と、ラックユニット（図１１の５０参照）へ固定するためのネジ６と、ネジ６用の穴１９とを含んで構成される。

一体化された中継基板１とリヤプレート８とは、ガイドプレート５に対してスライド可能であり、ネジ１１に対する長穴１３の逃げの大きさがスライド可能な範囲となる。長穴１３の大きさは、コネクタ２の嵌合スロトークに応じて決定されるものである。

図２は、マザーボード１５上に中継パッケージ２５が複数個搭載されるときの形態を示した斜視図である。マザーボード１５は、中継基板１と接続するためのコネクタ１６を有している。中継パッケージ２５はネジ６によってラックユニット２６に対して取り付けられており、マザーボード１５に対しては直接固定されていない。マザーボード１５と中継パッケージ２５とは、マザーボード１５上のコネクタ１６と中継基板１上のコネクタ２によってのみ互いに接続されている。よってコネクタ１６とコネクタ２との接続を外せば、マザーボード１５は中継基板１と分離され、矢印方向２７に向かって引き抜くことができる。

図３はガイドプレート５の単体斜視図である。ガイドプレート５は、コネクタ２とコネクタ１６を互いに接続するための逃げ穴２８と、コネクタ抜去時に冶工具２１を案内するための抜去用ガイドエッジ１７及び１７ａと、コネクタ嵌合時に冶工具２１を案内するための嵌合用ガイドエッジ１８及び１８ａと、ネジ１１を逃げるための長穴１３と、開口７と、ラックユニット２６へ固定するためのネジ６用の穴１９と、ラックユニット２６内部で位置決めされるためのガイドプレートエッジ２０とを含んで構成される。

抜去用ガイドエッジ１７と１７ａとの段差、嵌合用ガイドエッジ１８と１８ａとの段差は、コネクタ２、コネクタ１６の嵌合ストロークに応じて決定されるものである。

図４はリヤプレート８の単体斜視図である。リヤプレート８は、中継基板１を取り付けるためのタップ１４と、冶工具２１を案内するためのガイドバー１０と、コネクタ抜去時に冶工具２１を挿入するための切り欠き３８と、冶工具２１を案内するためのガイドエッジ１０ｂと、コネクタ嵌合時に冶工具２１を挿入するための切り欠き３９と、冶工具２１を案内するためのガイドエッジ１０ａと、ケーブル接続用コネクタ３へケーブルを差し込むための穴９とを含んで構成されている。

図５は冶工具２１の単体斜視図である。その先端は、中継パッケージ２５の内部へ差し込む時の案内用としてテーパー（２２）加工された形状となっている。この冶工具２１の幅３２は、コネクタ２とコネクタ１６との嵌合ストロークに応じて決定される。

次に、本パッケージ挿抜機構の動作について説明する。図６は、中継パッケージ２５をマザーボード１５から抜去するときの動作を示している。中継基板１とマザーボード１５とを接続しているコネクタ２とコネクタ１６とを抜去するためには、冶工具２１をリヤプレート８に設けられた切り欠き３８に挿入する。冶工具２１は抜去用ガイドエッジ１７ａとガイドバー１０のエッジ（側縁部）１０ｂとによるガイド溝に案内されながら、矢印方向３１に沿って中継パッケージ２５内部に挿入されてゆく。テーパー２２がガイドエッジ１７ａから１７へ乗り上げてゆくにつれ、リヤプレート８と中継基板１も矢印方向２９へ移動する。冶工具２１がガイドエッジ１７へ乗り上げると、コネクタ２と１６との抜去が完了する。

ガイドプレート５は基準位置３７でラックユニット２６に固定されているために、抜去動作の前後で移動しない。抜去動作後は、冶工具２１、リヤプレート８、中継基板１が矢印方向２９へスライドしている。このスライド量は１７ａと１７の段差分であり、この段差はコネクタ２とコネクタ１６との嵌合ストロークと、公差とを考慮して決定される。この段差によって、冶工具２１のスライド量３３、リヤプレート８と中継基板１のスライド量３４が制御される。

リヤプレート８の上端は、抜去動作が完了した状態においてもガイドプレート５の上端からはみ出さない高さ寸法になっている。よって、抜去動作の前後で、中継パッケージ２５の全体高さは変わらないために、ラックユニット２６を筐体４０から引き出すことなく、マザーボード１５から中継基板１を抜去したことになる。

図７は、上述した抜去動作が完了した時点の斜視図であり、中継基板１が無い状態（Ａ）と、有る状態（Ｂ）とを、それぞれ示している。中継基板１とリヤプレート８は、ガイドプレート５に対してスライドできる上限の位置にある。

図８は、中継パッケージ２５をマザーボード１５へ嵌合させるときの動作を示している。中継基板１とマザーボード１５とを接続しているコネクタ２とコネクタ１６とを嵌合させるためには、冶工具２１をリヤプレート８に設けられた切り欠き３９に挿入する。冶工具２１は、嵌合用ガイドエッジ１８ａとガイドバー１０のガイドエッジ（側縁部）１０ａとによるガイド溝に案内されながら、矢印方向３１に沿って中継パッケージ２５内部に挿入されてゆく。テーパー２２がガイドエッジ１８ａから１８へ乗り下がってゆくにつれ、リヤプレート８と中継基板１も矢印方向３０へ移動する。冶工具２１がガイドエッジ１８へ乗り下がると、コネクタ２と１６との抜去が完了する。

ガイドプレート５は基準位置３７でラックユニット２６に固定されているために、嵌合動作の前後で移動しない。嵌合動作後は、冶工具２１、リヤプレート８、中継基板１が矢印方向３０へスライドしている。このスライド量は１８ａと１８の段差分であり、この段差はコネクタ２とコネクタ１６との嵌合ストロークと、公差とを考慮して決定される。この段差によって、冶工具２１のスライド量３５、リヤプレート８と中継基板１のスライド量３６が制御される。

リヤプレート８の下端は、嵌合動作が完了した状態においても、ガイドプレート５の下端からはみ出さない寸法になっている。よって、嵌合動作の前後で、中継パッケージ２５の全体高さは変わらない。

図９は、嵌合動作が完了した時点の斜視図であり、中継基板１が無い状態（Ａ）、有る状態（Ｂ）を、それぞれ示している。中継基板１とリヤプレート８とは、ガイドプレート５に対してスライドできる下限の位置にある。

なお、中継パッケージ２５を保守する場合は、当該中継パッケージに対して上記抜去動作を行った後、ネジ６を外すだけで当該中継パッケージのみを保守面の方向へ水平に取り外すことが可能であり、マザーボード１５にはアクセスする必要はない。勿論、ラックユニット５０を筐体４０から引き出す必要もない。

このように、本実施の形態では、冶工具２１を保守面から押し込むだけのワンアクションで、コネクタ２とコネクタ１６との抜去／嵌合を行うことが可能となっている。マザーボード１５は、上記動作により複数本のケーブルとの接続がすべて解放されるため、容易にラックユニットから取り外すことができる。従来は、マザーボードを交換するためには、複数本のケーブルすべてを抜去した後、中継パッケージ２５とマザーボード１５が一体となった状態で筐体４０から取り外していたが、本実施の形態では、保守の前後で複数本のケーブルを１本も抜く必要がない。よって、マザーボード交換後に、ケーブルを接続し間違えるという危険もない。

更には、従来では、ケーブルを外さずにマザーボードを交換したい場合、あるいは中継パッケージのみを交換したい場合は、ラックユニット２６全体を一旦筐体４０から引き出して、手作業で中継パッケージを１枚ずつマザーボード１５から取り外してゆかなければならなかったが、その必要もなくなる。更にはまた、マザーボードの交換を頻繁に行っても、ケーブルを挿抜しなくてもよいため、ケーブルコネクタ接点部の寿命に影響を及ぼさないという効果もある。

本発明の他の実施の形態として、その基本的構成は上記の通りであるが、冶工具２１について、さらに工夫している。その構成を図１０に示す。本図においては、中継基板１に搭載されているケーブルコネクタ３は、４個であり、また中継パッケージ２５の枚数は１６枚であるが、例えば、中継パッケージ２５が１００枚横一列に搭載される場合においても、冶工具２１を横に１００枚連結した形状とすることによって、１００枚分の中継パッケージ２５のコネクタ嵌合／抜去を冶工具２１の挿入によるワンアクションで実現することが可能となる。

これは、ケーブルコネクタ３が図の上下方向に１００個搭載されていたとしても、構成として実現可能である。すなわち、マザーボード１５上のケーブルコネクタ数と中継パッケージの枚数に制限されることなく、本発明によれば、ワンアクションにより、中継基板とマザーボードとを分離することが可能となる。

本発明の一実施の形態を示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態の全体を示す斜視図である。 図１のガイドプレートの斜視図である。 図１のリヤプレートの斜視図である。 本発明の実施の形態における冶工具の例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態における抜去動作を説明する図である。 抜去動作の完了時の斜視図である。 本発明の実施の形態における嵌合動作を説明する図である。 嵌合動作の完了時の斜視図である。 本発明の実施の形態における冶工具の他の例を示す斜視図である。 本発明が適用される電子機器のラック構造を説明するための概略図である。

符号の説明

１ 中継基板（回路基板）
２，１６ コネクタ
３ ケーブルコネクタ
４ インシュレータ
５ ガイドプレート
６ ネジ
７，９ 開口
８ リヤ（可動）プレート
１０ ガイドバー
１５ マザーボード
１７，１７ａ 抜去用ガイドエッジ
１８，１８ａ 嵌合用ガイドエッジ
２０ ガイドプレートエッジ
２１ 冶工具
２２ テーパー
２３ 電子部品
２５ 中継パッケージ（回路パッケージ）
４０ ラック
５０ ラックユニット

Claims (8)

1. 電子機器の筐体内において、プラグイン型の回路基板を挿抜するための挿抜機構であって、
   ガイドバーを有し前記回路基板と一体化されて可動自在な可動プレートと、治工具を案内すべく前記ガイドバーと共にガイド溝を形成するガイドエッジを有するガイドプレートとを含み、
   前記治工具の前記ガイド溝への挿抜に応じて前記可動プレートを前記ガイドプレートに対して可動せしめつつ前記回路基板の挿抜をなすようにしたことを特徴とする回路基板挿抜機構。
2. 前記ガイドエッジは第一及び第二のガイドエッジからなり、前記第一のガイドエッジと前記ガイドバーの一側縁部とにより第一のガイド溝が構成され、前記第二のガイドエッジと前記ガイドバーの他側縁部とにより第二のガイド溝が構成されており、
   前記第一及び第二のガイド溝の各々に対する前記治工具の挿抜により、前記回路基板の挿抜をそれぞれなすようにしたことを特徴とする請求項１記載の回路基板挿抜機構。
3. 前記ガイドプレートは、前記筐体にネジ止めされていることを特徴とする請求項１または２記載の回路基板挿抜機構。
4. 前記ガイドプレートは、前記回路基板と前記可動プレートとの間に設けられており、これら基板及びプレートは３層構造とされていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の回路基板挿抜機構。
5. 前記回路基板は、ケーブルを接続するためのケーブルコネクタを有することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の回路基板挿抜機構。
6. 前記回路基板は前記筐体内のマザーボードにコネクタを介して挿入される構成であることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の回路基板挿抜機構。
7. プラグイン型の回路基板と、ガイドバーを有し前記回路基板と一体化されて可動自在な可動プレートと、治工具を案内すべく前記ガイドバーと共にガイド溝を形成するガイドエッジを有するガイドプレートとを含む回路パッケージにおいて、前記治工具の前記ガイド溝への挿抜に応じて前記可動プレートを前記ガイドプレートに対して可動せしめつつ、電子機器筐体に対する前記回路パッケージの挿抜をなすようにしたパッケージ挿抜機構における治工具であって、
   前記ガイド溝に対して挿抜自在なバーを含むことを特徴とする治工具。
8. 前記回路パッケージは複数設けられており、前記バーは前記複数の回路パッケージの各々に対応して設けられかつ互いに連結されていることを特徴とする請求項７記載の治工具。
   

Images