JP4607229B2

JP4607229B2 - 電子機器

Info

Publication number: JP4607229B2
Application number: JP2009535923A
Authority: JP
Inventors: 武志内山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2027-10-03
Also published as: JPWO2009044465A1; WO2009044465A1

Description

本発明は、筐体内に拡張カードが挿入された電子機器、特にワークステーションと呼ばれるコンピュータ等の電子機器に関する。

パーソナルコンピュータやワークステーション（以下、「ＰＣ」で代表させる）には、そのＰＣの機能を拡張するために拡張カードが挿入されることがある。この拡張カードは、その拡張カードのコンタクト部をメインボードのコネクタに挿入し、背面のブラケット部を筐体に装着して固定することが一般的である。近年、拡張カードの中には、例えばグラフィックカードなど、高速で大容量の演算を行ない、それに伴う発熱量も大きい拡張カードが登場してきている。このような発熱量の大きい拡張カードの場合、基板面にヒートシンクやファン、およびそれらを保護するカバーが実装されているものが多く、その拡張カード全体の重量が大きくなっており、従来の固定方法だけでは十分な固定強度が得られない場合がある。拡張カードによっては、その拡張カードを搭載した筐体を輸送している途中での外部から受ける衝撃により、拡張カードの基板が大きく歪んで破損するといった問題や、拡張カードを支えているメインボードのコネクタが破損するという問題が発生するため、拡張カードの固定の補強が必要になる場合がある。

補強の方法は、拡張カードの形状やそれを使用している製品の形状、および発生する問題の内容により異なるが、大型のヒートシンクカバーを実装した製品の場合、そのヒートシンクカバーを固定することが一般的に考えられる。以下にその一般的な補強方法の一例を説明する。

図１は、拡張カードが挿入される電子機器（ここではワークステーション）の筐体の外観を示す斜視図である。

図１には、この筐体１０の構成要素として、上面１１、下面１２、両側面１３，１４、および補強柱１５が示されている。この補強柱１５は、上面１１と下面１２との間に延在して、この筐体１０の形状を強固に保つためのものである。

図２は、図１に示す筐体内に配置されたグラフィックカードを示した図である。

このグラフィックカード２０には、大型のヒートシンクカバー２１が搭載されており、またこのグラフィックカード２０は、コネクタ（図示せず）を備えたコンタクト部２２が筐体１０に内蔵されたメインカードのコネクタ１６に挿入され、ブラケット部２３が筐体に装着されている。すなわち、このグラフィックカード２０は、２辺でのみ支持されている。

このため、このグラフィックカード２０が搭載された筐体の輸送中に衝撃を受けると、上述のように、グラフィックカード２０の基板の破損やメインボードのコネクタ１６の破損が生じる場合があるという問題がある。

ここでは、このグラフィックカード２０の固定を補強するための、一般的に考えられる補強方法の一例を説明する。

図３は、グラフィックカード２０に補強金具を取り付けた状態を示した図、図４は、その補強金具の斜視図である。

この補強金具３１には曲げ部３１ａ，３１ｂが設けられており、グラフィックカード２０のヒートシンクカバー２１をその曲げ部３１ａ，３１ｂで挟むようにして、その補強板３１がグラフィックカード２０に装着される。

図５は、グラフィックカードの補強が完了した状態を示した図である。

ここでは、取付金具３２が用意され、その取付金具３２が筐体への取付前の補強柱１５に装着され、その取付金具３２が装着された補強柱１５が筐体に固定される。さらに、補強金具３１と取付金具３２がネジ３３で固定される。

ここでは、上記のように、補強金具３１の曲げ部３１ａ，３１ｂにヒートシンクカバー２１を挟み、補強柱１５と取付金具３２で補強金具３１を固定することによってグラフィックカード２０を上下に固定している。また補強柱１５と取付金具３２は、グラフィックカード２０の上下方向の固定だけでなく、グラフィックカード２０がコネクタ１６から抜けないように抑える役割りもを果たしている。

上記のような一般的に考えられる固定方法の場合、ネジ止め箇所が多く、製品を組み立てる際、および保守時にカードを交換する際の作業工数の増大を抑ぐおそれがある。

ここで、特許文献１にはカード両端の凹部にバネを係合させることによりカードを保持する構造が示されている。

また、特許文献２には、プリント板のホルダに設けた爪でプリント板後端を押えることによりプリント板のコネクタからの抜けを防止する構造が示されている。

また、特許文献３には、ケースに入れたプリント板の孔にカバーに設けられた突起を挿入してプリント板とカバーとを繋ぐ構造が示されている。

さらに、特許文献４には、カード両端の凹部に、カバーに設けた凸部を嵌合させることにより、カードを保持する構造が示されている。

さらに、特許文献５には、柱の任意の高さ位置にフレームを取り付けることで任意の高さ位置でスペースを分割可能とした機器収納用ラックが示されている。

しかしながら、これらの特許文献１〜５に開示された技術は、ここでの補強の対象としている拡張カードの固定補強に直接に利用できる技術ではない。
特開平８−２８８６７３号公報特開平５−３２７２４２号公報特開２００６−１９６７４号公報特開平１１−１４５６３７号公報特開２００１−３５２１８７号公報

本発明は、上記事情に鑑み、筐体内にカードが搭載され、そのカードの固定を補強するための、組立てや保守が容易な補強構造を備えた電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の電子機器は、
筐体と、
筐体内部に備えられた筐体側コネクタと、
回路基板、回路基板上に配置された回路素子、回路素子で発生する熱の放熱を担うヒートシンク、筐体側コネクタに挿抜自在に組み合う基板側コネクタ、および回路基板と平行に広がり側面に開口を形成するカバー部材を備えたカードと、
筐体側コネクタと基板側コネクタとが組み合った状態におけるカード側面の開口に入り込んでカードの固定を補強する補強部品とを具備することを特徴とする。

本発明の電子機器は、上記の開口を利用しその開口に補強部品を入り込ませて補強するものであり、図５に示すようなネジ止めは不要であり、組立や保守が容易であって、十分に強固な補強を得ることができる。

ここで、本発明の電子機器において、上記筐体が、上面と、下面と、それら上面と下面との間に延在する補強柱とを備え、
さらに、その補強柱に一端が固定され、他端に、上記補強部品を上記開口に入り込んだ状態に保持する保持部を有する補強部材を備えることが好ましい。

上記の補強柱を備えた構成の場合、その補強柱を利用し、その補強柱に固定された補強部材により補強部品を上記開口に入り込んだ状態に保持することができる。

また、本発明の電子機器において、上記補強部品は弾性的に撓むシート材であって、中央部が円弧状に曲げられて補強部材に両端が取り付けられ、その円弧状に曲げられた中央部が上記開口に入り込んだ状態にあるものであってもよい。

シート材を円弧状に折り曲げて補強部品として利用すると、カードを傷付けることなく、またカードを強固に固定し過ぎることもなく、十分な強度の補強と、組立や保守の容易性とを実現することができる。

また、上記のシート材を備えた構成において、そのシート材は、円弧状に曲げられる中央部と比べ両端部が幅広に形成されたシート材であって、上記補強部材は、そのシート材両端部がそれぞれ挿入されて係止される一対のスリットを有することが好ましい。

両端部が幅広に形成されたシート材を用い、補強部材には、その幅広の部分が挿入されて係止される一対のスリットを設けると、シート材を補強部材にネジ止め等で固定する必要がなく、部品点数削減、組立工数削減が図られる。

さらに、本発明において、上記補強部品は、ＰＥＴからなるシート材が好適である。

さらに、本発明の電子機器において、上記補強柱が、所定のピッチで形成された複数の凹部を有し、上記補強部材は、その凹部に嵌入する嵌入部を有し、その凹部に嵌入部を嵌入させることにより上下方向の位置決めがなされたものであることが好ましく、その場合に、上記補強部材は、一端に上記嵌入部を有し他端に上記補強部品を保持する保持部を有する第１の補強部材と、その第１の補強部材の嵌入部を補強柱の凹部に嵌入させた状態でその第１の補強部材と一本のネジで締結されて第１の補強部材を補強柱に連結する第２の補強部材とを備えたものであってもよい。

この構成によれば、ネジは全体で一本のみで済み、組立性、保守性が更に向上する。

さらに、本発明において、上記筐体側コネクタは、電子機器のマザーボードに実装されたものであり、上記カードは、そのマザーボードに着脱可能に実装される拡張カードであることが好ましい。

拡張カードが挿入される電子機器の筐体の外観を示す斜視図である。図１に示す筐体内に配置されたグラフィックカードを示した図である。グラフィックカードに補強金具を取り付けた状態を示した図である。補強金具の斜視図である。グラフィックカードの補強が完了した状態を示した図である。本発明の実施形態での補強対象のグラフィックカードの一例を示す図である。図６に示す円Ｒ１の部分の側面を示す拡大斜視図である。本発明の実施形態におけるタワー型ワークステーションの筐体の外観斜視図である。補強柱の全体形状を示す図である。補強柱の上端部を示す図である。補強柱の中央の下寄りの部分を示す図である。補強柱の下端部を示す図である。補強柱を外した状態の筐体を示した図である。図１３に示す円Ｒ２の部分の拡大図である。図１３に示す円Ｒ３の部分の拡大図である。グラフィックカードの補強のための補強部材の１つである取付金具を示した斜視図である。グラフィックカードのもう１つの補強部材である補強金具を示した図である。ＰＥＴシートを示した図である。補強柱に取付金具を係止させた状態を示した図である。補強柱に係止された取付金具に、さらに補強金具を取り付ける途中の状態を示した図である。補強金具を取付金具に取り付けた状態を示し図である。補強金具を取付金具に取り付けた状態の部分拡大斜視図である。補強金具へのＰＥＴシートの取付けの第１ステップを示す図である。補強金具へのＰＥＴシートの取付けの第２ステップを示す図である。補強金具に取り付けられた状態のＰＥＴシートを示した図である。ＰＥＴシートの固定金具への固定の原理説明図である。筐体に補強柱を取り付けた状態を示した図である。図２７に示す円Ｒ４の部分の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。ここでは、図１〜図５を参照して前述した例と同様にして、タワー型ワークステーション内部に実装されたグラフィックカードの補強構造を例に挙げて説明する。

図６は、本実施形態での補強対象のグラフィックカードの一例を示す図である。

このグラフィックカード２００は、回路基板２０１、その回路基板２０１上に配置された多数の回路素子２０２、それらの回路素子２０２のうちの一部の回路素子で発生する熱の放熱を担うヒートシンク２０３、後述する筐体内に配置されたマザーボード上のコネクタに挿抜自在に組み合う、回路基板２０１の端部に形成されたコネクタ２０４、およびヒートシンクカバー２０５を備えている。

図７は図６に示す円Ｒ１の部分の側面を示す拡大斜視図である。

ヒートシンクカバー２０５は、回路基板２０１にネジ２０６で固定され、側面に開口２０７を形成している。

本実施形態では、この開口２０７を利用した補強構造が採用される。

図８は、本実施形態におけるタワー型ワークステーションの筐体の外観斜視図である。

この図８に示す筐体１００は、補強部材１６０を備えている点を除き図１に示す筐体１０と同様であり、図８に示されている構成要素として、上面１１０、下面１２０、両側面１３０，１４０、補強柱１５０、および補強部材１６０を備えている。補強柱１５０は上面１１０と下面１２０との間に延在してそれらを支える役割りを担っている。補強部材１６０の詳細については後述する。

図９は、補強柱１５０の全体形状を示す図、図１０、図１１、および図１２は、その補強柱の、それぞれ、上端部、中央の下寄りの部分、および下端部を示す図である。

この補強柱１５０は、上端部にネジ止め用の貫通孔１５１が形成され、途中には所定のピッチで並ぶ複数の凹部１５２が形成され、下端部には、筐体に係止するための切欠き１５３が形成されている。

図１３は、補強柱を外した状態の筐体を示した図、図１４は、図１３に示す円Ｒ２の部分の拡大図、図１５は、図１３に示す円Ｒ３の部分の拡大図である。

筐体１００の上面には、補強柱１５０上端の貫通孔１５１（図１０参照）と連通するネジ孔１１１が形成されており、下面１２０には、補強柱１５０下端の切欠き１５３（図１２参照）が係止する係止孔１２１が形成されている。

筐体１００に補強柱１５０を取り付けるにあたっては、補強柱１５０の下端の切欠き１５３を筐体下面の係止穴１２１に係止させ、補強柱１１０上端の貫通孔１５１と筐体上面のネジ孔１１１を合わせてネジ止めすることにより、補強柱１５０が筐体１００に取り付けられる。

図１６は、グラフィックカードの補強のための補強部材の１つである取付金具を示した斜視図、図１７は、グラフィックカードのもう１つの補強部材である補強金具を示した図、図１８は、ＰＥＴシートを示した図である。

図１６に示す取付金具３１０と、図１７に示す補強金具３２０は、本発明にいう補強部材の一例に相当し、図１８に示すＰＥＴシート３３０は、本発明にいう補強部品の一例に相当する。

図１６に示す取付金具３１０は、下端部に補強柱１５０（例えば図９参照）に取り付けるための取付部３１１を有し、さらに、図１７に示す補強金具３２０をネジ止めするためのネジ穴３１２と、その図１７に示す補強金具３２０に設けられた取付穴３２３に入り込む突起部３１３とを有する。

図１７に示す補強金具３２０は、その幅Ｗが、補強柱１５０に設けられた凹部１５１の１ピッチ分に相当する寸法であり、その凹部１５１に嵌め込まれる切欠き３２１、図１６に示す取付金具３１０にネジ止めするための貫通孔３２２、およびその取付金具３１０の突起部３１３が入り込む取付穴３２３を有する。さらに、この図１７の上部には、図１８に示すＰＥＴシート３３０の両端部３３２，３３３が入り込むスリット３２４，３２５が形成されている。

図１８に示すＰＥＴシート３３０は、本実施形態では厚さ０．５ｍｍの厚手のものが採用されており、後述するようにして中央部３３１が円弧状に曲げられる。このＰＥＴシート３３０の両端部３３２，３３３は中央部３３１に比べ幅広に形成されている。これら幅広に形成された両端部３３２，３３３が、図１７に示すスリット３２４，３２５にそれぞれ嵌め込まれる。

次に、図１６〜図１８に示す取付金具３１０、補強金具３２０、およびＰＥＴシート３３０の組立方法について説明する。

図１９は、補強柱に取付金具を係止させた状態を示した図である。

上述のように、取付金具３１０は取付部３１１を有し、取付金具３１０は、その取付部３１１を補強柱１５０に係止するようにして補強柱１５０に取り付けられる。

図２０は、補強柱に係止された取付金具に、さらに補強金具を取り付ける途中の状態を示した図、図２１は、補強金具を取付金具に取り付けた状態を示し図、図２２は、補強金具を取付金具に取り付けた状態の部分拡大斜視図である。

補強金具３２０を取付金具３１０に取り付けるにあたっては、取付金具３１０に設けられた突起部３１３を補強金具３２０に設けられた取付穴３２３に入り込ませ、さらに、図２２に示すように、補強金具３２０の切欠き３２１を補強柱１５０の凹部１５２に嵌め込み、補強金具３２０の貫通孔３２２と取付金具３１０のネジ孔３１２を用いてネジ３４０でネジ止めされる。

次に、補強金具３２０へのＰＥＴシート３３０の取付方法について説明する。

図２３は、補強金具へのＰＥＴシートの取付けの第１ステップを示す図、図２４は、補強金具へのＰＥＴシートの取付けの第２ステップを示す図、図２５は、補強金具に取り付けられた状態のＰＥＴシートを示した図、図２６は、ＰＥＴシートの補強金具への固定の原理説明図である。

ＰＥＴシート３３０を補強金具３２０に取り付けるにあたっては、先ず、図２３の矢印に示すように、ＰＥＴシート３３０の幅広の両端部３３２，３３３のうちの一方の端部３３２を補強金具３２０の一方のスリット３２５に通し、ＰＥＴシート３３３０のもう一方の端部３３３を補強金具３２０の突起３２７の内側に嵌め込む。

次に、図２４に示す矢印のようにＰＥＴシート３３０を円弧状に折り曲げて、ＰＥＴシート３３０の端部３３３を補強金具３２０のもう一方のスリット３２４に通し、補強金具３２０の突起３２６の内側に嵌め込む。

こうすることにより、図２５に示すように、ＰＥＴシート３３０の中央部３３１が円弧状に折り曲げられ、両端部３３２，３３３が補強金具３２０に取り付けられた状態となる。このとき、図２６に矢印で示すように、ＰＥＴシート３３０は弾性的に曲げられているため平板に戻ろうとする力が働き、補強金具３２０に固定される。

以上のようにして、筐体への取付前の補強柱１５０に、取付金具３１０、補強金具３２０が取り付けられ、さらに補強金具３２０にＰＥＴシート３３０が取り付けられ、その後、補強柱１５０が筐体１００に取り付けられる。この補強柱１５０の取付方法については前述したため、ここでの重複説明は省略する。

図２７は、筐体１００に補強柱１５０を取り付けた状態を示した図、図２８は図２７に示す円Ｒ４の部分の拡大図である。

筐体１００に補強柱１５０を取り付ける過程でＰＥＴシート３３０が撓み、グラフィックカード２００の開口２０７に入り込む。したがって、その組立ては容易にかつ確実に行なわれる。

筐体１００に補強柱１５０を取り付けると、図２８に示すように、ＰＥＴシート３３０の、円弧状に曲げられた中央部３３１がグラフィックカード２００の開口２０７に入り込み、グラフィックカード２００を上下方向に保持する。このワークステーションは、この補強構造を備えているため、輸送中に衝撃を受けてもその衝撃がこのＰＥＴシート３３０で受け止められ、グラフィックカード２００の破損が回避される。

上記の実施形態では、補強対象の拡張カードには直接手を加えることなく、補強部品を容易に組み込むことが可能な構造が採用されており、装置の組立てや部品交換の作業性が大幅に向上している。

また、ここでは、補強部品として板金の代わりにＰＥＴシートを採用しているが、ＰＥＴの抜き型は板金の金型よりも安価であるため全体として金型費用が抑えられ、コスト低減につながっている。

また、ＰＥＴシートの固定方法においても、ネジ止めや両面テープでの貼り付けなどの固定方法を採用せずにそのＰＥＴシートの弾性力を利用して単にスリットに嵌入させるだけの固定方法を採用しているため、組立てや交換の作業工数だけでなく、部品費も抑えられている。

また、上記の実施形態では拡張カードと呼ばれるグラフィックカードを例示しているが、マザーボードに着脱可能に実装されるカードであればその種類は問わない。

Claims

上面と、下面と、該上面と該下面との間に延在する補強柱とを備えた筐体と、
前記筐体内部に備えられた筐体側コネクタと、
回路基板、該回路基板上に配置された回路素子、該回路素子で発生する熱の放熱を担うヒートシンク、前記筐体側コネクタに挿抜自在に組み合う基板側コネクタ、および側面に開口を形成するカバー部材を備えたカードと、
前記筐体側コネクタと前記基板側コネクタとが組み合った状態における前記カード側面の前記開口に入り込んで該カードの固定を補強する補強部品と、
前記補強柱に一端が固定され、他端に、前記補強部品を前記開口に入り込んだ状態に保持する保持部を有する補強部材と、を具備することを特徴とする電子機器。
前記補強部品は弾性的に撓むシート材であって、中央部が円弧状に曲げられて、前記補強部材に両端部が取り付けられ、該円弧状に曲げられた中央部が前記開口に入り込んだ状態にあることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記シート材は、円弧状に曲げられる中央部と比べ両端部が幅広に形成されたシート材であって、
前記補強部材は、前記シート材両端部がそれぞれ挿入されて係止される一対のスリットを有することを特徴とする請求項２記載の電子機器。
前記補強部品は、ＰＥＴからなるシート材であることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の電子機器。
前記補強柱が、所定のピッチで形成された複数の凹部を有し、
前記補強部材は、該凹部に嵌入する嵌入部を有し、該凹部に該嵌入部を嵌入させることにより上下方向の位置決めがなされたものであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の電子機器。
前記補強部材は、一端に前記嵌入部を有し他端に前記補強部品を保持する保持部を有する第１の補強部材と、
前記第１の補強部材の前記嵌入部を前記補強柱の前記凹部に嵌入させた状態で該第１の補強部材と一本のネジで締結されて該第１の補強部材を該補強柱に連結する第２の補強部材とを備えたことを特徴とする請求項５記載の電子機器。
前記筐体側コネクタは、当該電子機器のマザーボードに実装されたものであり、前記カードは、前記マザーボートに着脱可能に実装される拡張カードであることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項記載の電子機器。