JP4449878B2 - ラック装着用基板 - Google Patents

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Description

本発明は、ラック装着用基板に関し、ラック装着用基板のサイズを変更することなく、かつ、ラック装着用基板の変形やたわみを防止し、前記ラック装着用基板に搭載される電子部品の変更に伴うサブ基板の変更に容易に対応可能にした構造に関する。
従来のラック装着用基板としては、プラグインパッケージと呼ばれる筺体(以下、ラックと称する。)内に多数平行配置されるプリント基板(以下、ラック装着用基板と称する。)がある。同ラック装着用基板は、プリント基板1枚によるもの、メイン基板とサブ基板の複数枚のプリント基板によるものがある。複数枚のプリント基板によるものには、メイン基板と同一平面にサブ基板を設けるもの、メイン基板面に並列にサブ基板を並設するもの等があり、前者の例では、メイン基板と同一平面になるように、メイン基板に対し着脱自在に接続する構造となっている(例えば、特許文献1参照。)。
具体的には、図6に示すように、前記メイン基板100は、多数の電子部品110を実装し、奥端縁に位置するコネクタ120によって、前記ラックが収容される機器本体側のコネクタと着脱自在に接続される。前記メイン基板100の前端縁中央部には前記サブ基板接続用のコネクタ140を配置するとともに、前端縁の上下位置には前記サブ基板160を着脱自在にガイドするガイド部材150、150をそれぞれ平行に固定する。前記サブ基板160は奥端縁に前記サブ基板接続用のコネクタ140と着脱自在に接続するコネクタ170を有するとともに、この基板上には頻繁に点検、調整、操作、交換を要する部品を実装する。前記ガイド部材150、150は、それぞれ前記メイン基板100の前端縁にタッピングネジ等によって固着する取付け部190と、同取付け部190から一体的に延びたガイドレール部200とを備えた構成となっている。
これらの構成に基づき、前記メイン基板100と、前記メイン基板100の前端縁の上下位置に固定した前記ガイド部材150、150による外形サイズが前記ラック内に収納する前記ラック装着用基板の外形サイズになっている。そして、前記サブ基板160を上下の前記ガイド部材150、150に沿って挿入し、前記メイン基板100の前記サブ基板接続用のコネクタ140に前記コネクタ170を接続することによって、前記ラック装着用基板を構成して、同ラック装着用基板を前記ラック内に収納するようにできる。このため、ユーザ等の要求に応じて前記機器の機能や仕様を変更する際に、交換を要する部品等を実装した前記サブ基板160だけを上下の前記ガイド部材150、150に沿って容易に取り出して、部品を交換できるようになっている。
特開平05−090727号公報(第2頁〜第3頁、第1図)
しかしながら、前記特許文献1によるラック装着用基板によれば、前記機器の機能や仕様を変更する場面で、年々の技術進歩による機能アップや高速化に対応する要求がある。この要求によっては、前記サブ基板160に実装された部品の交換のみならず、前記コネクタ170の変更や基板配線の設計変更等までに及び、場合によっては、前記サブ基板160のサイズ変更を伴う可能性があるという問題点があった。
このため、前記サブ基板160のサイズ変更に合わせて、前記メイン基板100の前記サブ基板接続用のコネクタ140を変更する場合、前記メイン基板のサイズ変更や前記ガイド部材150,150の取付位置と大きさにも影響する場合等が生じてくる可能性もあった。
また、メイン基板面に並列にサブ基板を並設する前記ラック装着用基板においては、性能アップや高速化に伴い、回路の消費電力が大きく、発熱量が大きくなってくる場合、メイン基板とサブ基板がプリント基板構造となっているので、発熱によってメイン基板とサブ基板が変形してしまう可能性があった。このため、特に、メイン基板の変形によって、前記ラックへのメイン基板の装着がしにくくなる可能性があった。
また、プリント基板による前記ラック装着用基板を装着した前記ラックにおいては、前記ラックの運搬時の振動によって、プリント基板がたわんでしまう場合があって、前記ラック1に装着されたプリント基板が外れてしまう可能性があった。
本発明は上記問題点に鑑み、前記ラック装着用基板のサイズを変更することなく、かつ、前記ラック装着用基板の変形やたわみを防止し、前記ラック装着用基板に搭載される電子部品の変更に伴うサブ基板の変更に容易に対応可能にした構造を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、ラックに装着されるラック装着用基板において、前記ラック装着用基板は、前記ラックに差込可能なサイズに金属材料で形成されるベース部材と、同ベース部材に対し同一平面に取付けられるメイン基板と、前記ベース部材に対し並設されるサブ基板とからなり、前記メイン基板は、前記ベース部材に設けた保持部によって保持される一方、前記サブ基板は、前記ベース部材に設けた取付部によって取付けられることを特徴とする構成となっている。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記サブ基板に実装された部品から発する熱を、前記ベース部材に伝導させるようにしたことを特徴とする構成となっている。
請求項1記載の本発明によれば、前記ラックに差込可能なサイズに金属材料で形成される前記ベース部材に、同ベース部材に対し同一平面に取付けられるメイン基板と、前記ベース部材に対し並設されるサブ基板を備え、前記保持部に保持された前記メイン基板と、前記取付部に取付けられた前記サブ基板を取り外し可能に設けたので、前記サブ基板のサイズ変更を伴うような設計変更が生じた場合でも、前記サブ基板を前記ベース部材から取り外して変更することができる。また、前記サブ基板の設計変更によって前記メイン基板のサイズ変更を伴うような設計変更が生じた場合でも、前記メイン基板を前記ベース部材から取り外して変更することができる。
更に、前記ベース部材は金属材料で形成されているので、前記ベース部材の発熱による変形を防止し、前記ラックに前記ベース部材をスムーズに差込むことができる。また、前記ベース部材は金属材料で形成されているので、プリント基板によるラック装着用基板と比べて強度が得られ、前記ベース部材を装着した前記ラックの運搬時の振動によって、前記ベース部材がたわんでしまうことがなく、前記ラックから前記ベース部材が外れてしまうようなことも防止できる。よって、本発明によれば、前記ラック装着用基板のサイズを変更することなく、かつ、前記ラック装着用基板の変形やたわみを防止し、前記ラック装着用基板に搭載される電子部品の変更に伴うサブ基板の変更に容易に対応可能にすることができる。
請求項2記載の本発明によれば、前記サブ基板に実装された部品から発する熱を、前記ベース部材に伝導させるようにしたので、前記サブ基板に発熱部品が実装される場合に、前記発熱部品の放熱効果を向上することができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。図1は本発明によるラック装着用基板を示す図で(A)はラック装着用基板とラックの斜視図、(B)はラックを収容した情報処理装置例の外観図、図2は本発明によるラック装着用基板のベース部材を示す図で(A)は上面図、(B)は側面図、(C)は側面図、図3は本発明によるラック装着用基板のベース部材にパネル部材、メイン基板及びサブ基板が取付けられた状態を示す要部外観図で(A)は上面図、(B)は(A)のA−A’線より下部に位置するサブ基板の部品の一部を省略した概略側面図、(C)は(A)のA−A’線より上部に位置するサブ基板の部品の一部を省略した概略側面図である。
図4は本発明によるラック装着用基板のベース部材の他の実施例を示す図、図5は本発明によるラック装着用基板のベース部材の他の実施例と、同ベース部材にサブ基板を取付けた状態を示す図で(A)はベース部材の裏面を示す図、(B)は(A)のC−C’断面図、(C)は第一ラック装着用基板と第二ラック装着用基板との関係を示す図である。
本発明によるラック装着用基板を図1乃至図5を用いて説明する。図1(A)に示すように、ラック1は、その背面側にマザーボードが設けられ、同マザーボードに複数のコネクタ3が実装され、前記ラック1の上面側と下面側に対をなす複数のガイドレール2が設けられている。一方、ラック装着用基板4は、前記ラック1に装着されるように、同ラック1に差込可能なサイズに形成されるベース部材5と、同ベース部材5の前端縁に垂直に取付けられるパネル部材6と、前記ベース部材5に取り外し可能に設けられるメイン基板7とサブ基板8、8とを備えている。
前記メイン基板7は、前記マザーボードに実装された前記コネクタ3に対向する前記ベース部材5の位置に保持され、前記コネクタ3と接続されるコネクタ7aを設けている。前記サブ基板8、8は、前記ベース部材5に載置するように取付けられている。これらの構成を備えた前記ラック装着用基板4はその前記ベース部材5を前記ラック1の前記ガイドレール2に沿って差し込み、前記ラック1の前記コネクタ3に、前記メイン基板7の前記コネクタ7aを接続することで、前記ラック1内に装着される。なお、前記ラック装着用基板4は前記ラック1の前端と前記パネル部材6の背面の一部が丁度当接し、前記ラック1に位置決めされるようになっている。
図1(B)に示すように、前記ラック装着用基板4が収納された前記ラック1は、情報処理装置本体9に収容され、同情報処理装置本体9に入出力接続されるディスプレイ10の表示を確認しながら情報処理する場面で利用される。例えば、消防緊急指令施設における指令台として利用され、前記ラック装着用基板4には119番通報の受付、出動編成、指令の情報処理を機能させる電子回路基板を搭載し、前記ディスプレイ10にはこれらの情報処理を行うために表示するものである。
次に、前記ベース部材5について説明する。図2(A)乃至図2(C)に示すように、前記ベース部材5は、例えば、前記メイン基板7の厚さ及び前記ラックの前記ガイドレール2の溝幅に応じた厚さの平板としたものである。同平板は、プリント基板のように積層構造でなく、部材化しやすくするため、板金、アルミニウム等の金属材料によって形成する。前記ベース部材5には、前記メイン基板7を同ベース部材5と同一平面に保持するための保持部が設けられている。これは、前記ベース部材5のコーナーを前記メイン基板7のサイズに一致する矩形状に開放形成され、その短辺側の表面と長辺側の裏面にそれぞれメイン基板用ホルダ5a、5aを設けたものである。前記メイン基板7を保持するために、前記メイン基板用ホルダ5a、5aは矩形状の開放端から少しはみ出していて、はみ出し部分にはメイン基板用取付孔5aaを備えている。前記メイン基板7が、前記短辺側の前記メイン基板用ホルダ5aと前記長辺側の前記メイン基板用ホルダ5aとの間で保持されるようになっている。
また、前記ベース部材5には、前記サブ基板8、8を同ベース部材5上に取付けるための取付部が設けられている。これは、例えば、処理機能の異なる2つの前記サブ基板8を、前記ベース部材5の略中央に並列配置するように、2つの前記サブ基板8を取付けるための複数のサブ基板用めねじスタッド5bと、複数のサブ基板用ねじ孔5cを設けたものである。更に、前記ベース部材5には、同ベース部材5の前端縁のコーナーに前記パネル部材6を垂直に取付けるためのパネル部材用ねじ孔5dが設けられている。なお、前記サブ基板8の前記ベース部材5の配置と個数は、各種の情報処理の内容に適応した配置と個数とする。
次に、前記ベース部材5に、前記パネル部材6、前記メイン基板7及び前記サブ基板8、8等を取付けた状態を説明する。図3(A)乃至図3(C)に示すように、前記ベース部材5に取付られた前記パネル部材6に、電源スイッチ11、VGAコネクタ12、LANコネクタ13等が取付けられている。また、前記パネル部材6には、例えば、ROMカード用差込口等が設けられ、後述する前記サブ基板8の一方に実装されたROMカードスロット8cに有する挿入口が対向配置されている。
前記ベース部材5に設けられた前記メイン基板用ホルダ5a、5aに、前記メイン基板7を保持させ、取付ねじ5eの締め付けで前記ベース部材5に固定されている。これによって、前記ベース部材5と前記メイン基板7とから一体的な矩形サイズを形成し、前記ラック1に差込可能なサイズに対応している。前記メイン基板7の一方の長辺には、前記マザーボードに設けられた前記コネクタ3に接続される前記コネクタ7aが実装され、他方の長辺には、2つの前記サブ基板8、8からの図示を省略した信号ケーブル付コネクタと接続されるコネクタ7bが実装されている。また、前記メイン基板7上には、前記コネクタ7aと前記コネクタ7bとの中継機能を果たすための電子部品7cが実装され、前記メイン基板7は中継基板の役割を有している。
そして、前記ベース部材5に設けられた前記サブ基板8の一方は、同ベース部材5に設けた前記サブ基板用ねじ孔5cを介して取付ねじの締付けで取付けられている。この一方の前記サブ基板8には、前記ROMカードスロット8cと、同ROMカードスロット8cの配置と反対側にコネクタ8aが実装されている。また、前記ベース部材5に設けられた前記サブ基板8の他方は、前記ベース部材5に設けた前記サブ基板用めねじスタッド5bを介して取付ねじ8dの締め付けで前記ベース部材5に対して間隔をあけて並設するように固定されている。この間隔は例えば、他方の前記サブ基板8が両面基板を構成し裏面側にも電子部品を実装しているような場合に適している。更に、この他方の前記サブ基板8の長辺及び短辺の片側に、複数のコネクタ8aが実装され、中央部にはCPU8b等の電子部品が実装されている。
なお、図示を省略した信号ケーブル付きコネクタによって、例えば、一方の前記サブ基板8に実装された前記コネクタ8aと、他方の前記サブ基板8に実装された短辺の片側に位置する前記コネクタ8aとが接続されるようになっている。前記電源スイッチ11や前記VGAコネクタ12等と、他方の前記サブ基板8に実装された長辺の片側に位置する向かって左の前記コネクタ8aとが接続され、他方の前記サブ基板8に実装された長辺の片側に位置する向かって右の前記コネクタ8aや、その他のコネクタとを、前記メイン基板7に実装された前記コネクタ7bに接続されるようになっている。
次に、これまで説明してきた前記ラック装着用基板4の構造による作用について、図3に基づき説明する。前記ベース部材5に取付けられた他方の前記サブ基板8の設計変更が生じた場合、他方の前記サブ基板8の前記取付ねじ8dの締め付けを緩め、他方の前記サブ基板8を取り外す。このため、前記ベース部材5に取付られた前記メイン基板7はそのままで、他方の前記サブ基板8に実装された前記コネクタ8aや前記CPU8bの変更が可能となる。前記CPU8bの性能アップ等で前記コネクタ8aのピン数を変更するときに他方の前記サブ基板8のみを設計変更できる。更に、基板の配線パターンの変更を伴うときにも、他方の前記サブ基板8のみを設計変更できる。また、前記CPU8bの変更等に伴い、他方の前記サブ基板8のサイズの変更が生じた場合でも、前記ベース部材5に設けられた前記サブ基板用めねじスタッド5bの位置を変更する程度で、前記ベース部材5のサイズを変えることなく、容易に対応可能である。これにより、他方の前記サブ基板8に実装された電子部品の変更に伴う他方の前記サブ基板8の変更に容易に対応可能である。これまで、他方の前記サブ基板8のみの設計変更について述べたが、一方の前記サブ基板8を含めた2つの前記サブ基板8、8の設計変更の場合も同様な効果が得られる。
一方で、前記サブ基板8、8の設計変更によって前記メイン基板7のサイズ変更が生じた場合、前記ベース部材5に取付けられた前記メイン基板7の前記取付ねじ5eの締め付けを緩め、前記メイン基板7を取り外す。例えば、前記メイン基板7に実施された前記コネクタ7a、7bのピン数の増減によってその大きさが変更され、前記メイン基板7のサイズを変更する。このサイズ変更に伴い、前記ベース部材5の前記メイン基板用ホルダ5aの大きさ等を変更することになるが、前記ベース部材5は、プリント基板のように積層構造でなく、前記板金による金属材料で部材化しやすくなっているため、前記ベース部材5のサイズはそのままで、容易に対応可能である。
これまで説明してきた本発明の前記ラック装着用基板4の構造によれば、前記特許文献1のように、前記サブ基板160に実装された部品の交換のみに留まらず、前記コネクタ170の変更等までに及び、前記サブ基板160のサイズ変更した場合でも、本発明では前記ラック装着用基板4の全体の基板サイズの変更を伴うことがない。また、前記サブ基板160のサイズ変更によって、前記メイン基板100の前記サブ基板接続用の前記コネクタ140の変更に加え、前記メイン基板100のサイズ変更や前記ガイド部材150、150の取付位置と大きさに影響したとしても、前記サブ基板160と前記メイン基板100とのサイズ変更によって、本発明では前記装着用基板4の全体の基板サイズの変更を伴うことがない。従って、本発明の前記ラック装着用基板4によれば、前記ラック装着用基板4のサイズ変更がなく、前記ラック装着用基板1に搭載される電子部品の変更に伴うサブ基板の変更に容易に対応可能となる。
また、例えば、前記ラック装着用基板1を1枚のプリント基板で構成した場合、1枚のプリント基板では一部の電子部品の変更に伴ってプリント基板自体を交換して配線パターンの引きなおし等の改版の手間が発生し、プリント基板全体の設計変更となるが、本発明ではプリント基板の改版の手間に比べて、前記ベース部材5の容易な部材化や前記サブ基板8、8の設計変更のみで済むので、手間工数を低減できるものである。更に、前記ラック装着用基板1の前記ベース部材5を金属の前記板金とした場合、プリント基板や前記特許文献1等の技術と比べて強度があるので、前記ラック1の前記ガイドレール2に沿ってスムーズに前記ラック1の前記コネクタ3に接続できる。これは、発熱部品等の搭載によって前記メイン基板7や前記サブ基板8、8が反ってしまったり、前記特許文献1の前記ガイド部材150、150が歪んでしまうという恐れがないためである。また、プリント基板による前記ラック装着用基板1を装着した前記ラック1の運搬時に、その振動によって、プリント基板がたわんでしまう場合があったが、前記ベース部材5を金属としているので、その強度によって、前記ラック1の前記ガイドレール2から外れてしまうようなことを防止できる。
次に、前記ベース部材5の変形例を説明する。例えば、図4(A)及び図4(B)に示すように、前記CPU8bは性能アップや高速化に伴い発熱量が大きくなってくる傾向があるので、このような設計変更にも容易に対応でき、放熱しやすい構造としたものである。前記ベース部材5を良熱伝導性材料である金属とし、前記サブ基板用めねじスタッド5bを介して取付けられる他方の前記サブ基板8が配置される部分に複数の放熱フィン5fを設けている。具体的に、同放熱フィン5fは前記ベース部材5を板金とし、切り欠き、折り曲げ加工により簡単に形成することができる。このように前記放熱フィン5fを設けたことによって、発熱部品となる前記CPU8b等が実装された他方の前記サブ基板8による発熱部品の発熱空気流を前記放熱フィン5fの切り欠きを設けてできた開口から放熱できるとともに、他方の前記サブ基板8から前記サブ基板用めねじスタッド5bを介して前記ベース部材5の前記放熱フィン5fに至る熱の伝導によって放熱できる。
前記ベース部材5による前記発熱部品の放熱効果を向上するようにした他の実施例を説明する。例えば、図5(A)及び図5(B)に示すように、前記ベース部材5を図4の変形例と同様に板金とし、他方の前記サブ基板8に実装された前記発熱部品となる前記CPU8bの位置に対応するように、前記ベース部材5に切り欠き、折り曲げ加工によって、前記サブ基板用めねじスタッド5b側に形成した接触片5gを設けている。このため、前記ベース部材5の前記接触片5gが形成された箇所は開放される。この前記ベース部材5の前記接触片5gに、前記CPU8bが対向するように、他方の前記サブ基板8を前記サブ基板用めねじスタッド5bを介して、前記ベース部材5に取付けられる。このときに、前記CPU8bに前記接触片5gを直接接触してもよいが、前記CPU8bにキズ等が付かないように、前記CPU8bに熱伝導性シート8b’を貼着して、同熱伝導性シート8b’を介して前記CPU8bに前記接触片5gを接触するほうがよい。本実施例によれば、前記ベース部材5と、前記発熱部品である前記CPU8bとを接触しているので、前記CPU8bから発する熱を、前記ベース部材5に直接的に伝導させ、放熱効果を向上するようにしている。
また、図5(C)に示すように、第一ラック装着用基板4’と第二ラック装着用基板4’’を構成し、前記ラック1に設けられた複数の前記ガイドレール2に対して、前記第一ラック装着用基板4’と前記第二ラック装着用基板4’’が隣接して差込まれている。この場合には、前記第一ラック装着用基板4’と前記第二ラック装着用基板4’’のそれぞれの前記ベース部材5に、切り欠き、折り曲げ加工によって、裏面側、すなわち、前記サブ基板用めねじスタッド5bとは反対側に形成した前記接触片5gを設けている。この前記ベース部材5に、他方の前記サブ基板8を、前記CPU8bを表側にして、前記サブ基板用めねじスタッド5bを介して取付けられる。このときに、前記第一ラック装着用基板4’側の前記CPU8bに、前記第二ラック装着用基板4’’側の前記接触片5gを接触するようにしている。なお、図5(A)及び図5(B)に示す実施例と同様に、前記熱伝 導性シート8b’を介して前記CPU8bに前記接触片5gを接触するようがよい。本実施例によれば、図5(A)及び図5(B)に示す実施例と同様に、前記CPU8bから発する熱を、前記ベース部材5に直接的に伝導させ、放熱効果を向上するようにしている。
これまで説明してきた本発明によるラック装着用基板では、本実施例1に限定されるものではなく、ラックに装着されるラック装着用基板において、前記ラック装着用基板は、前記ラックに差込可能なサイズに金属材料で形成されるベース部材と、同ベース部材に対し同一平面に取付けられるメイン基板と、前記ベース部材に対し並設されるサブ基板とからなり、前記メイン基板は、前記ベース部材に設けた保持部によって保持される一方、前記サブ基板は、前記ベース部材に設けた取付部によって取付けられる構造であればよい。
本発明によるラック装着用基板を示す図で(A)はラック装着用基板とラックの斜視図、(B)はラックを収容した情報処理装置例の外観図である。 本発明によるラック装着用基板のベース部材を示す図で(A)は上面図、(B)は側面図、(C)は側面図である。 本発明によるラック装着用基板のベース部材にパネル部材、メイン基板及びサブ基板が取付けられた状態を示す要部外観図で(A)は上面図、(B)は(A)のA−A’線より下部に位置するサブ基板の部品の一部を省略した概略側面図、(C)は(A)のA−A’線より上部に位置するサブ基板の部品の一部を省略した概略側面図である。 本発明によるラック装着用基板のベース部材の他の実施例を示す図である。 本発明によるラック装着用基板のベース部材の他の実施例で、同ベース部材にサブ基板を取付けた状態を示す図で(A)はベース部材の裏面を示す図、(B)は(A)のC−C’断面図、(C)は第一ラック装着用基板と第二ラック装着用基板との関係を示す図である。 従来のラック装着用基板を示す斜視図である。
符号の説明
1 ラック
2 ガイドレール
3 コネクタ
4 ラック装着用基板
4’ 第一ラック装着用基板
4’’ 第二ラック装着用基板
5 ベース部材
5a メイン基板用ホルダ
5aa メイン基板用取付孔
5b サブ基板用めねじスタッド
5c サブ基板用ねじ孔
5d パネル部材用ねじ孔
5e 取付ねじ
5f 放熱フィン
5g 接触片
6 パネル部材
7 メイン基板
7a コネクタ
7b コネクタ
7c 電子部品
8 サブ基板
8a コネクタ
8b CPU
8b’ 熱伝導性シート
8c ROMカードスロット
8d 取付ねじ
9 情報処理装置本体
10 ディスプレイ
11 電源スイッチ
12 VGAコネクタ
13 LANコネクタ

Claims (1)

  1. ラックに装着されるラック装着用基板において、前記ラック装着用基板は、前記ラックに差込可能なサイズに金属材料で形成されるベース部材と、同ベース部材に対し同一平面に取付けられるメイン基板と、前記ベース部材に対し並設されるサブ基板とからなり、前記メイン基板は、前記ベース部材に設けた保持部によって保持される一方、前記サブ基板は、前記ベース部材に設けた取付部によって取付けられることにより前記サブ基板に実装された部品から発する熱を、前記ベース部材に伝導させるようにしたことを特徴とするラック装着用基板。
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