JP4272355B2 - 回路カードの差込み及び除去装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の背景】
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、回路カードの分野に関し、より具体的には、回路カードを関係する基板に取り外し可能に接続する装置及び方法に関する。
【０００３】
【従来技術の説明】
デスクトップコンピュータ装置、より具体的には、デスクトップパーソナルコンピュータの１つの従来の構造において、かかるパーソナルコンピュータは、頂部にコンピュータのマザーボード又はシステム・プラナーが水平に取り付けられた底部壁を有する外側ハウジングを備えている。
【０００４】
現代のパーソナルコンピュータには、そのハウジングの内部に、オプション品すなわち、その関係するケージ構造体内に作用可能に取り付けられたとき、コンピュータの機能をアップグレードさせる拡張カードを少なくとも１つ、好ましくは複数、受け入れ且つ除去可能に支持し得るようにされた薄板金属製のケージ構造体が一般に設けられている。これらの拡張カードは、その最初の製造中にコンピュータに取り付け且つ／又はその後に、コンピュータの購入者が取り付けることができる。典型的な型式の拡張カードは、ネットワーク、音、グラフィックスアクセラレータ及びマルチメディアカードを含む。
【０００５】
拡張カードは、基本的に、比較的小さい矩形のプリント回路板であり、その１つの側端縁に沿って、コネクタ端縁部分を有し、このコネクタ端縁部分は、ケージ構造体の対応するソケット部分内に差し込まれて、拡張カードをコンピュータのマザーボード又はシステム・プラナーに作用可能に接続する。
【０００６】
薄板金属製の接続ブラケットが拡張カードの１つの端縁部分に沿って伸びており、その接続ブラケットは、そのコネクタ端縁部分の反対側のカードの側端縁部分に隣接して配置された、外方に曲がった固着タブ部分を有する。このタブ部分は、ケージ構造体の内方に曲がった側壁の棚状突起部分に着座し、また、その棚状突起部分に形成された隔たった一連のねじ付きの円形の開口部の上方に位置し且つ該円形の開口部と整列する切欠きを有している。タブ部分は、タブの切欠きを通して伸び且つその関係した棚状突起部分の開口部内に螺入されたねじにより棚状突起に取り外し可能に固着される。このように、タブ部分をケージ構造体の棚状突起部分に固着することは、取り付けた拡張カードをケージ構造体内の所定の位置に定着する働きをし、これにより、コンピュータを輸送し且つ取り扱う間、そのコネクタの端縁部分がその関係したコネクタのソケットから脱落するのを防止する。
【０００７】
拡張カードをケージ構造体に取り外し可能に固着するため、ねじを使用することは幾つかの不利益な点がある。例えば、拡張カードをケージ構造体内に最初に取り付ける間、１つ以上の止めねじをコンピュータの典型的に複雑な内部に落とし易く、これにより、コンピュータマザーボードを傷付け、場合によっては、努力が無駄になる状況を生じさせる可能性がある。更に、１シリーズの拡張カードを工場で取り付けるとき、個々の接続ブラケットの各々は、典型的に自動の組立機械を使用して取り付けられる。このねじの取り付けは、時間を消費し、従って、拡張カードを工場にて取り付ける場合、各コンピュータに対する全体的な組立時間を認識し得る程度に長くする結果となる。
【０００８】
また、かかる装置を使用することは、その後に、コンピュータの拡張カード部分を操作する、コンピュータの購入者及び／又は技術者にとって問題を生じ且つ不便となる可能性もある。例えば、その後に、拡張カードを追加し又は交換するとき、技術者又はコンピュータ所有者は、所定位置にある接続ブラケットのねじを外し、次に、その外したねじを追加した拡張カード上の接続ブラケット内に再度、差し込まなければならない。
【０００９】
この作業を行なう毎に、１つ以上の個々の止めねじをコンピュータ装置内に落とす可能性がある。更に、ある問題点についてコンピュータ装置を分析するとき、その問題点を分離するために拡張カードの全てを除去することが必要となることがしばしばある。
【００１０】
このように、拡張カード、及びいわゆるライザーカード（ｒｉｓｅｒ ｃａｒｄ）をハウジング内に取り付けるためには、従来、適当なケーブルコネクタを使用して各カードをマザーボードの上方に個々に配置し、また、各カードを別個に、マザーボードに接続し、拡張カードが水平方向に積み重ねた列状に配置されるようにする必要があった。かかる装置において、ライザーカードは、マザーボードに対し垂直であり、また、拡張ライザーカードの接地接続部も取り付けられる。
【００１１】
別の従来のデスクトップコンピュータの構造において、拡張カードは、別個のライザーカードを使用せずに、マザーボードに対し垂直の方向に個々に接続される。本発明は、特に、マザーボードに対し垂直の方向に接続された、第二の型式の拡張カードに特に関するものである。
【００１２】
しかしながら、水平型か垂直型であるかを問わずに、かかる拡張カードに必要とされる取り付け技術は、労力を要し且つ時間を消費し、このため、コンピュータに関連する全体的な製造コストを望ましくない程に増大させ勝ちである。上述したように、その後に、マザーボードにアクセスするためには、拡張カードを個々に接続を外し且つ除去して、拡張カードの上方にあるマザーボード部分にアクセスし得るようにする必要があるから、これらの技術は、また、コンピュータのサービス性能及びアップグレード性能に悪影響を及ぼすことにもなる。
【００１３】
上記の説明から、サービス性能、アップグレード性能及び製造の観点からして、拡張カードのような作動構成要素をコンピュータマザーボード上に除去可能に取り付けるための改良された装置及び関係する方法を提供することが極めて望ましいことは容易に理解できる。
【００１４】
典型的に、コンピュータシャーシの設計は、支持するカードガイドを方向決めする方向と同一方向に向けて拡張カードを取り付け且つ除去することを許容するようにする。このことを許容する１つの型式のシャーシは、ドータカード（ｄａｕｇｈｔｅｒ ｃａｒｄ）がマザーボードから垂直に伸びるのではなくて、拡張カードがマザーボード内に直接、差し込まれるようにする。この型式の設計において、別個の部品として形成するか又はシャーシと一体に形成したカードガイドは、標準長さの拡張カードを妨害されずに差し込むことを許容するように方向決めすることができる。
【００１５】
別の一般的なシャーシの設計において、装置内にて固定されたライザーカードに拡張カードを差し込む。一度び、差し込んだならば、拡張カードは、マザーボードに対し平行となる。シャーシの一側部に形成された開口部が拡張カードを取り付け且つ除去することを許容する。
【００１６】
ライザーカードは、シャーシ内に固定されており、また、典型的に、この型式の設計において除去されないから、カードガイドは、再度、方向決めし、標準長さのカードを妨害されずに差し込むことを許容することができる。この設計の欠点は、典型的に、ユーザがマザーボードを除去するか、又は拡張カードの下方のマザーボード領域にアクセスする前に、全ての拡張カードを個々に除去しなければならない点にある。
【００１７】
幾つかの製造メーカは、カードケージのシャーシ設計を具体化することにより、マザーボードのサービス性能及びアクセス容易性を向上させようと努力してきた。かかる設計において、ライザーカードは、除去可能なカードケージ内に取り付けられる。次に、カードケージを装置に取り付けるか又は装置から除去するときに、拡張カードを取り付けることができる。カードガイドは、実際には、カードケージの一部であり、このため、ライザーカード及び拡張カードと共に動く。この場合にも、装置から除去するとき、何ら妨害されない。かかる装置は、多くの欠点がある。
【００１８】
従って、改良した構造のカード差し込み及び除去装置が必要とされている。
【００１９】
【発明の概要】
このため、本発明の１つの目的は、製造が比較的簡単で且つ経済的であり、また、回路カードを基板に容易に取り付け又は基板から取り外すことができる、改良された、回路カードの差込み・除去装置を提供することである。
【００２０】
このため、本発明によれば、回路カードを電子デバイスに取り外し可能に接続する装置が提供され、その装置は、回路カードを支え、また、電子デバイス内にて第一の軸線に沿って第一の位置まで摺動可能に差し込み得るようにされた支持構造体と、アクチュエータであって、回路カードを第二の軸線に沿って第一の位置から回路カードの接続部分が電子デバイスの関係したコネクタと作用可能に接続される位置たる、接続位置まで変位させ、また、回路カードをこの接続位置から、回路カードの接続部分が電子デバイスの関係するコネクタから非係合状態となる位置たる接続外れ位置まで選択的に変位させる作用可能なアクチュエータとを備える、装置が提供される。
【００２１】
本発明の更に全体的な特徴によれば、回路カードを基板の関係したコネクタに接続する方法であって、回路カードを支持構造体に取り付けるステップと、回路カードが取り付けられた支持構造体を画成されたカード経路に沿って第一の方向に向けて上記基板に対する第一の位置まで案内するステップと、回路カードを第一の位置から第二の方向に向けて、回路カードのカードコネクタが基板の関係したコネクタと作用可能に接続される位置たる接続位置まで変位させるステップとを備える方法が提供される。
【００２２】
本発明の更に全体的な特徴によれば、回路カード用の支持構造体が提供され、その支持構造体は、電子デバイスの対応する案内構造体と摺動可能に係合し得るようにされた摺動部材と、該摺動部材に移動可能に取り付けられ、回路カードを支え得るようにされた取付け部材と、取付け部材及び回路カードを摺動部材に対して同時に動かす作用可能なアクチュエータとを備え、これにより、摺動部材が電子デバイスの対応する案内構造体と摺動可能に係合し、上記アクチュエータを作動させることにより、回路カードがそこから変位される位置たる第一の位置から回路カードが電子デバイスと作用可能に接続される位置たる接続位置まで支持構造体を変位させるようにした、支持構造体が提供される。
【００２３】
本発明の性質を全体として説明したが、次に、その１つの好ましい実施の形態を一例として示す添付図面に関して説明する。
【００２４】
【好ましい実施の形態の説明】
先ず、図１を参照すると、従来のパーソナルコンピュータに典型的に見られるような主シャーシ１０の断面の斜視図が図示されている。該主シャーシ１０は、底部壁１２と、頂部壁１４と、一対の両側壁１６とを画成する全体として矩形の形態をしている。取り外し可能な前壁及び後壁（図示せず）をオプション的に設けることができる。本発明による装置は、本発明の範囲から逸脱せずに異なる形態の基板と共に使用可能であることを理解すべきである。典型的に、前壁はフロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、ＣＤ ＲＯＭドライブ、電源スイッチ及び当該技術分野で周知のようなインジケータライトのようなエレクトロニクス構成要素に対し前面からアクセスすることを可能にし得るように形成されたアクセススロットを有している。
【００２５】
エレクトロニクス構成要素が配置されたマザーボード１８が基部壁１２に隣接し且つ頂部壁１４と面一に主シャーシ１０内に配置されている。
少なくとも１つ、好ましくは２つの全体として長い回路カードの接続ソケット２０がマザーボード１８から上方に突き出している。回路カードの接続ソケット２０は、互いに対し全体として整合され且つマザーボード１８に電子的に接続されている。
【００２６】
接続・除去装置２２は、全体として、案内レール２４の形態をしたガイドと、拡張カード５４のような従来の回路カードを支える支持構造体として機能する摺動構成要素２８とを備えている。
【００２７】
主シャーシ１０内にて摺動構成要素２８の差込み及び除去動作を案内し得るように案内レール２４が接続ソケット２０に隣接して配置されている。
案内レール２４は、その間に一対の案内壁及び案内通路２６を画成する全体としてＵ字形の形態を有する長い材料ストリップの形態であることが好ましい。案内レール２４は、適当な締結具（図示せず）によりマザーボード１８に堅固に取り付けられる。案内通路２６は重合系樹脂のような非導電性材料から成ることが好ましい。案内レール２４は、その他の形態も採用可能ではあるが、接続ソケット２０の長手方向軸線に対して全体として平行な方向に方向決めされることが好ましい。
【００２８】
第二の案内通路２５は、第一の案内レール２４と平行に整合した状態で頂部壁１４の下面に設けることができる。
摺動構成要素２８は、案内通路２５、２６内で摺動し得るような形態及び寸法とされている。一方、図２にて理解し得るように摺動構成要素２８は、好ましくは、全体として矩形の形態の基部プレート３０を備え、該基部プレート３０は、案内通路２５、２６とそれぞれ係合し得るようにされた一対の両側プレートの案内端縁３２ａ、３２ｂを画成する。中間的構成要素すなわち補助的構成要素３４が基部プレート３０に対して所定の距離に亙って所定の方向に動くのを許容し得るように基部プレート３０に移動可能に取り付けられている。本発明の１つの好ましい実施の形態によれば、該補助的構成要素３４は、基部プレート３０に対して、プレートの案内端縁３２ａ、３２ｂに対し全体として垂直の方向に動くことができる。
【００２９】
図２にて理解し得るように、補助的構成要素３４は、４つのねじ３３により第二のプレート３４ｂに堅固に取り付けられた第一のプレート３４ａから成っている。該第一のプレート３４ａは、４つのスロット３５を画成し、これら４つのスロットが第一のプレート３４ａを一度び第二のプレート３４ｂに組み立てたならば、第二のプレート３４ｂに形成された対応する４つの案内スロット３８と整列し得るように配置される。以下に説明する目的のため、スロット３５は案内スロット３８よりも大きい。プレート３４ａ、３４ｂは、基部プレート３０と螺着可能に係合した４つのねじ式締結具３７を介して基部プレート３０に取り付けられ、これら４つのねじ式締結具は、それぞれの案内部材３６を通して伸び、該案内部材はその中を摺動し得るように関係した対の隣接するスロット３５、３８に係合する。案内部材３６の各々には、対応するスロット３５内に受け入れられる環状の周縁肩部３９が設けられており、該周縁肩部は、案内部材３６が係合した案内スロット３８を取り巻く第二のプレート３４ｂの表面よりも上方にあり、これにより、補助的構成要素３４と基部プレート３０との間の相対的な動きを許容しつつ、補助的構成要素３４を基部プレート３０に対して保持する。
【００３０】
基部プレート３０には、ねじ式締結具３７を受け入れる雌ねじ付きピン４１を設けることができる。
図２及び図４にて理解し得るように、補助的構成要素３４と基部プレート３０との間の摩擦を少なくし、従って、その両者の相対的な動きを容易にし得るように、低摩擦率の材料で出来た摺動メンブラン４３を接着性被覆により基部プレート３０の取付け面に取り付けることができる。
【００３１】
典型的に、補助的構成要素３４に対し基部プレート３０に関して直線状動作を付与し得るように作動レバー４０の形態をしたアクチュエータが設けられている。作動レバー４０は、レバーの主要部分４２と、一体に伸びるレバーの角度付き部分４４とを画成する全体としてＬ字形の形態であることが好ましい。把持部分４６が角度付き部分４４の末端から外方に且つ実質的に垂直に伸びている。
【００３２】
図２にて理解し得るように、基部プレート３０の取付け面から直角に伸びる枢着ピン５０を使用して、作動レバー４０は基部プレート３０に回動可能に取り付けられる。作動レバー４０の回動動作を許容し得るように、第二のプレート３４ｂに切欠き部分５１が形成されている。作動レバー４０の回動動作は、第二のプレート３４ｂの背面、すなわち第一の面３４ａと反対側の面に取り付けられたベアリング型の構成要素４８を使用して補助的構成要素３４への線形動作として伝達され、このベアリング型の構成要素は図２乃至図４にて理解し得るように、作動レバー４０に形成されたスロット５２に係合する。図示した実施の形態によれば、スロット５２は直線状であるが、該スロットはその他の形態とすることも可能であることを理解すべきである。
【００３３】
拡張カード５４は、補助的構成要素３４と共に動き得るように補助的構成要素３４の第一のプレート３４ａに堅固に取り付けられている。拡張カード５４は、該カードに取り付けられた電子回路を有し、また、該拡張カードには、接続ソケット２０と電子的に接続し得るように該接続ソケット２０と合わさり且つ作用可能に係合し得る形態及び寸法とされたピンが設けられたリセス部５８を画成する、カードの合わさり端縁５６が設けられている。
【００３４】
１つの好ましい実施の形態において、補助的構成要素３４には、カードの合わさり端縁５６の形態と実質的に同一の形態を有する合わさり端縁６０が設けられている。
【００３５】
図３にて理解し得るように、ねじ３３、及びベアリング型構成要素４８にアクセスし得るよう基部プレート３０にスロット６４が形成されている。
使用時、図１に図示するように、摺動構成要素２８は最初に拡張カード５４を差し込むべき電子デバイスの案内通路２５、２６と整列し且つ該案内通路と実質的に整合するように配置される。基部プレート３０の案内端縁３２ａ、３２ｂを矢印６２で示した方向に通路２５、２６内に摺動可能に差し込む。
【００３６】
図５に図示するように、基部プレート３０の案内端縁３２と補助的構成要素３４及び拡張カード５４の合わさり端縁６０、５６の間の間隔Ｓは、摺動構成要素２８が通路２５、２６内に摺動可能に差し込まれる間、拡張カードが拡張カードの接続ソケット２０から分離することを許容する。
【００３７】
図６に図示するように、リセス部５８が接続ソケット２０と実質的に整列するように、摺動構成要素２８が一度び、完全に差し込まれたならば、図７に図示するように、拡張カード５４の接続構成要素と拡張カードの接続ソケット２０とが適当に接続する迄、補助的プレート３４が下降する位置たる係止位置に作動レバー４０を手で下方に回動させる。拡張カード５４の装填軸線に対して垂直な方向に拡張カード５４を接続ソケット２０と接続することにより、シャーシ１０内の拡張カード５４の定着状態が向上する。
【００３８】
レバー４０の特別な形態は、適正に接続するのに必要な力が少なくて済むようにする。摺動構成要素２８をシャーシ１０から除去するためには、上述した連続的ステップを逆に行なうだけでよい。
【００３９】
摺動構成要素２８が内部に適正に配置することを保証するため、シャーシ１０内に任意の当接分岐部分（図示せず）を配置することができる。
本発明の有利な点は、ユーザ側に手の器用さを必要とせずに、この装置が拡張カードを人間工学的に差し込み且つ除去することを許容することを含む。更に、本発明の装置は、拡張カード５４と関係したソケット２０との間に適正な整合状態及び確実な接続を保証する。また、この装置は取り付け又は取り外す間、電子デバイス又は拡張カード５４の何れかの損傷の虞れを軽減し、また、経済的に実現可能な長寿命で且つ比較的故障無しに作動する装置を提供し得るように従来の製造形態に適合する。更に、この装置は、色々なコンピュータの形態に容易に適応させることができる。
【００４０】
摺動構成要素２８はアルミニウムで出来ており、また、拡張カード５４を保護する遮蔽体として機能することが好ましい。
最後に、この装置はコンピュータの分野、特に、パーソナルコンピュータの分野で使用されるものとして説明したが、電子回路がインターフェース又は基板に取り外し可能に接続される分野を含むその他の分野にても使用可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の１つの実施の形態によるカードの差込み・除去装置の支持構造体に取り付けられた回路カードを受け入れようとしているパーソナルコンピュータの主シャーシの一部分解斜視図である。
【図２】 カードの差込み・除去装置の構成要素の幾つかの分解斜視図である。
【図３】 回路カードが取り付けられた支持構造体の背面図である。
【図４】 図３の線４−４に沿った断面図である。
【図５】 カードの差込み・除去装置により主シャーシの対応する構造体内に回路カードが差し込まれるときの操作順序を示す連続的な側面概略図である。
【図６】 カードの差込み・除去装置により主シャーシの対応する構造体内に回路カードが差し込まれるときの操作順序を示す連続的な側面概略図である。
【図７】 カードの差込み・除去装置により主シャーシの対応する構造体内に回路カードが差し込まれるときの操作順序を示す連続的な側面概略図である。

Claims (3)

1. 回路カードを電子デバイスに取り外し可能に接続する装置において、前記回路カードを支持し、電子デバイス内で第一の軸線に沿って摺動可能に第一の位置まで差し込み得るようにされた支持構造体と、
   回路カードを第二の軸線に沿って前記第一の位置から回路カードの接続部分が電子デバイスの関係するコネクタに作用可能に接続される位置たる接続位置まで変位させ、また、前記接続位置から回路カードの接続部分が電子デバイスの関係するコネクタから非係合状態となる位置たる非接続位置まで選択的に変位させるように作用可能であるアクチュエータとを備え、
   前記支持構造体が、摺動部材と、該摺動部材に可動に取り付けられた中間部材とを備え、
   回路カードが、前記アクチュエータの作動に応答して前記中間部材と共に動き得るように取り付けられ、
   前記装置が、前記摺動部材と協働して、回路カードが取り付けられた前記支持構造体を前記第一の位置まで案内するように前記電子デバイス内に配置された案内手段を更に備え、
   前記中間部材が、前記摺動部材に対し平行に動き得るように該摺動部材の取付け面に取り付けられ、
   前記摺動部材が、該摺動部材に関する前記中間部材の移動方向に対し垂直な軸線に沿って伸びる案内端縁を備え、
   前記アクチュエータが、前記摺動部材に回動可能に取り付けられたレバーを備え、該レバーがスロットを画成し、該スロットが、該レバーの回動動作に応答して前記摺動部材に対し前記中間部材を動かすべく前記中間部材に固着された伝達部材を受け入れる形態とされる、装置。
2. 回路カードを基板の関係したコネクタに接続する方法において、回路カードを支持構造体に取り付けるステップと、
   前記支持構造体を前記支持構造体に取り付けられた前記回路カードと共にカードの経路に沿って第一の方向に向けて、前記基板に関する第一の位置まで案内するステップと、前記回路カードを前記第一の位置から回路カードのカードコネクタが基板の関係するコネクタと作用可能に接続される位置たる接続位置まで変位させるステップとを備え、
   回路カードを第一の位置から接続位置まで変位させるステップが、前記支持構造体を前記カードの経路に沿って案内し得る形態とされた案内部材に可動に取り付けられた中間部材に動作を付与することにより行なわれ、回路カードが中間部材と共に動き得るように中間部材に取り付けられ、
   前記案内部材に回動可能に取り付けられたレバーであって、前記中間部材に固着された伝達部材が動かされるようにされたスロットを画成するレバーの作動を介して、前記回路カードが、前記第一の位置から前記接続位置まで変位される、方法。
3. 回路カード用の支持構造体において、
   電子デバイスの対応する案内構造体と摺動可能に係合し得るようにされた摺動部材と、
   該摺動部材に可動に取り付けられ、回路カードを支持し得るようにされた取付け部材と、
   前記取付け部材及び回路カードを前記摺動部材に関して同時に動かす作用可能なアクチュエータとを備え、
   これにより、前記摺動部材が電子デバイスの対応する案内構造体と摺動可能に係合し、前記アクチュエータの作動により、回路カードがそこから変位される位置たる第一の位置から回路カードが電子デバイスと作用可能に接続される位置たる接続位置に支持構造体を向け、
   前記アクチュエータが、前記摺動部材に回動可能に取り付けられたレバーを備え、該レバーがスロットを画成し、該スロットが、該レバーの回動動作に応答して、前記摺動部材に関して前記取付け部材を動かし得るように前記取付け部材に固着された伝達部材を受け入れ得る形態とされた、支持構造体。

Images