JP4822064B2 - 回路基板収納装置 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板収納装置及び回路基板収納方法に関し、詳しくは、バックプレーンを持つ複数枚用の回路基板収納箱であって、このバックプレーンの取外し方式に関する回路基板収納装置及び回路基板収納方法に関する。

従来技術における回路基板収納装置である回路基板収納箱は、図８に示すように、筐体１０１内部において固定されたバックプレーン１１２を備え、そのバックプレーン１１２に複数枚の回路基板１１０を差し込む等して装着し、その装着した回路基板１１０の前面に機構部品又はフロント側基板ユニット１０２を接続した構成となっている。

このような構成からなる回路基板収納箱においては、回路基板１１０を交換する場合には、機構部品又はフロント側基板ユニット１０２を取外し、所望の回路基板１１０をバックプレーン１１２から抜くことにより交換する。
特開平１０−１３５６６６号公報（第２頁 第３図）

しかし、従来技術で説明した回路基板収納箱においては、回路基板収納箱に収納されている回路基板を交換する場合には、機構部品又はフロント側基板ユニットを外す必要があり、又、バックプレーンを外し回路基板を交換することができなかった。

従って、従来技術で問題のあった機構部品又はフロント側基板ユニットを外さずに回路基板を交換できるようにすること、又、電力、圧縮空気などを使用せずに回路基板を交換する作業を一人でできるようにバックプレーンを取り外すことができる機構に解決しなければならない課題を有する。

上記課題を解決するために、本願発明の回路基板収納装置は、次に示す構成にしたことである。

（１）回路基板収納装置は、カムと、該カムの中心位置に備えた回動軸と、前記カムと連設したレバーとを備え、前記回動軸を中心にして回動自在な着脱レバーと、複数の回路基板を差し込んで装着するバックパネルと、両側面にバックパネル自体を移動させるためのカムフォロア軸とを備えたバックプレーンと、前記カムと係合して、前記カムの回動動きに対して直線方向の動きに変換するカムガイド部と、前記バックプレーンを直線方向の動きに対して鉛直方向に移動させる溝からなるカムフォロア軸受部とを備えたスライドカム板と、を備え、前記着脱レバーの前記カムを前記スライドカム板の前記カムガイド部に係合させ、前記バックプレーンの前記カムフォロア軸を前記スライドカム板の前記カムフォロア軸受部に係合させて前記バックプレーンを前記スライドカム板で支持するように載置させ、前記着脱レバーの前記回動軸を中心にして前記レバーを回動したときに、前記連動して回動する前記カムの動きに応じて前記スライドカム板の前記カムガイド部を直線方向に移動させ、この移動に応じて前記カムフォロア軸受部に係合している前記カムフォロア軸が鉛直方向に規制されることで前記バックプレーンも鉛直方向に移動して、前記回路基板と離脱或は差し込むことである。

（３）回路基板収納方法は、複数の回路基板を差し込むためのバックプレーンを備えた回路基板収納装置であって、レバーの回動動作に連動するカムの回動動作により移動するスライドカム板を前記バックプレーンの両側に設け、前記スライドカム板が移動したときに前記バックプレーンを前記回路基板から離れる方向に移動させて前記回路基板との装着状態を解除または復元することである。

本提案の回路基板収納装置は、複数の回路基板を差し込んで装着するバックプレーンを、レバーの回動動作に連動するカムの回動動作により移動するスライドカム板をバックプレーンの両側に設け、このスライドカム板が移動したときにバックプレーンを回路基板から離れる方向に移動させるようにしたことで、回路基板を交換するときにバックプレーン自体を大きな力を必要としないで外すことができる。
又、バックプレーンを外す方向に動かすためのカムフォロア軸を左右のそれぞれに少なくとも２個ずつ配置したことで、外す際に均一な力をかけて回路基板から外すことが可能になる。
更に、複数枚ある回路基板に対し、バックプレーンを嵌合させる際には、位置ずれを防ぐためにスライドカム板に設けてあるカムフォロア軸受部に係合するバックプレーンのカムフォロア軸が所定の隙間を持って微調整しながら嵌合できるようにしたことで、回路基板とバックプレーンの位置ずれを吸収しながら嵌合することができる。

次に、本願発明に係る回路基板収納方法を具現化できる回路基板収納装置の実施例について図面を参照して説明する。

本願発明の回路基板収納装置は、図１及び図２に示すように、複数の回路基板１０を整列状態にして差込むコネクタ（図示せず）を有するバックパネル１１（図２参照）を備えたバックプレーン１２と、バックプレーン１２が収納できる大きさに形成され、両端部にレバー回動軸２８ａ、２８ｂを受ける軸受部１３を備えたコ字型形状に形成された基台１４と、基台１４の両腕の部分に配置され着脱レバー１６の回動操作により直線方向に移動することができるスライドカム板１５と、スライドカム板１５の一方端部に設けてあるカムガイド部２１に着脱レバー１６のカム部２７ａ、２７ｂを配置し、軸受部１３にレバー回動軸２８ａ、２８ｂを嵌合させて配置してなる着脱レバー１６とからなる。

バックプレーン１２は、四角形状に形成され、両端部にバックプレーン１２を回路基板１０から離れる方向に動かすカムフォロア軸１７を一方側面壁に２個、反対側の他方側面壁に２個備えた構成になっている。

基台１４は、両腕の部分に段差を設けてスライドカム板１５を摺動自在に載置するスライドカム板載置部１８を備え、両腕の基部のそれぞれにレバー回動軸２８ａ、２８ｂを受ける軸受部１３を備え、スライドカム板載置部１８の上部で左寄りの位置に外側に突出形成した第１スライドカム支持軸１９ａ、中央位置で上部に突出した壁面にやはり外側に突出形成した第２スライドカム支持軸１９ｂ、右寄りの位置に外側に突出形成した第３スライドカム支持軸１９ｃを設けた構成になっている。

着脱レバー１６は、基部側の両側端部に扇状に形成されたカム部２７ａ、２７ｂを備え、そのカム部２７ａ、２７ｂの中心位置に外側方向に突出形成したレバー回動軸２８ａ、２８ｂを備え、カム部２７ａ、２７ｂに連設してカム部２７ａ、２７ｂをレバー回動軸２８ａ、２８ｂを支点にして回動させるための棒状に形成された着脱操作部２９ａ、２９ｂを備えた構成になっている。着脱操作部２９ａは、他方のカム部２７ｂに連設された着脱操作部２９ｂと連結部３０によって連結されている。これにより着脱レバー１６を操作したときに左右のカム部２７ａ、２７ｂに均一な力を付与しててこの作用による回動動作させることができるのである。

スライドカム板１５は、細長い板状部材で形成され、その一端部にカム部２７ａ（、２７ｂ）と係合するカムガイド部２１を設け、そのカムガイド部２１に隣接した位置であって上部から垂直に切欠き奥部で斜め方向に切欠いて形成されてカムフォロア軸１７を係合する第１カムフォロア軸受部２２ａ、同じくカムガイド部２１と離れた一方端部側の位置に上部から垂直に切欠き奥部で斜め方向に切欠いて形成されてカムフォロア軸１７を係合する第２カムフォロア軸受部２２ｂ、を備え、更に、第１カムフォロア軸受部２２ａの下部位置に小判状に繰り抜いて形成された第１スライド軸受部２３ａ、第１カムフォロア軸受部２２ａと第２カムフォロア軸受部２２ｂとの間に設けた小判状に繰り抜いて形成された第２スライド軸受部２３ｂ、更にカムガイド部２１と反対側の端部であって第２カムフォロア軸受部２２ｂの下部位置に設けた小判状に繰り抜いて形成された第３スライド軸受部２３ｃを、備えた構成になっている。

カムガイド部２１は、所定間隔を持った着脱レバー１６のカム部２７ａ、２７ｂが係合できる大きさに形成され、全体として略ハの字型形状に繰り抜いた構成となっており、互いに奥方向に向けて狭まる傾斜部２５、２６を備えた構成となっている。外側の傾斜部２５にカム部２７ａ、２７ｂが当たって外方向にスライドカム板１５を直線方向に移動させ、内側の傾斜部２６にカム部２７ａ、２７ｂが当たって内方向にスライドカム板１５を直線方向に移動させる。

このような部品を組み立てることにより本願発明の回路基板収納装置が実現する。先ず、着脱レバー１６のレバー回動軸２８ａ、２８ｂを軸受部１３に嵌合させて基台１４に組み立てると同時に、基台１４のスライドカム板載置部１８に、カムガイド部２１をカム部２７ａ（、２７ｂ）に係合させ、第１スライドカム支持軸１９ａを第１スライド軸受部２３ａに、第２スライドカム支持軸１９ｂを第２スライド軸受部２３ｂに、第３スライドカム支持軸１９ｃを第３スライド軸受部２３ｃに、嵌合させてスライドカム板１５を載せる。最後に、バックプレーン１２のカムフォロア軸１７をスライドカム板１５の第１及び第２カムフォロア軸受部２２ａ、２２ｂに嵌合させることで組み立てる。

このようにして組み立てられた回路基板収納装置に複数の回路基板を差し込むことで完了する。

このようにして完成した回路基板収納装置における動作について説明する。

図３に示すように、現在着脱レバー１６が収納され、バックプレーン１２のカムフォロア軸１７がスライドカム板１５の第１及び第２カムフォロア軸受部２２ａ、２２ｂに収まり、回路基板１０がバックプレーン１２に差し込まれている状態であるとする。

この状態で、回路基板１０を交換するためには、着脱レバー１６を水平位置から矢印Ａの方向にレバー回動軸２８ａ、２８ｂを軸受部１３を支点にして９０度回動させる。すると、カム部２７ａ、２７ｂの図で左側のカムが傾斜部２５から外れ、かわりに反対側のカムが傾斜部２６の面を押圧することでスライドカム板１５を図で右方向の直線方向に移動させる。
そうすると、図４に示すように、スライドカム板１５の動きは、第１〜第３スライド軸受部２３ａ、２３ｂ、２３ｃに嵌合している第１〜第３スライドカム支持軸１９ａ、１９ｂ、１９ｃにより規制され、このときバックプレーン１２とバックプレーン１２に固定されているカムフォロア軸１７がスライドカム板１５にある溝である第１及び第２カムフォロア軸受部２２ａ、２２ｂに沿って回路基板１０から離れる方向に移動しバックプレーン１２を回路基板１０から外す。

次に、回路基板交換後にバックプレーン１２を戻すには、図４に示す位置から図３に示す位置に着脱レバー１６を回動させて戻す。この図３に示す位置関係で、着脱レバー１６が上がった状態のときは、バックプレーン１２に固定されているカムフォロア軸１７をスライドカム板１５にある第１及び第２カムフォロア軸受部２２ａ、２２ｂに合わせる。この溝である第１及び第２カムフォロア軸受部２２ａ、２２ｂにはカムフォロア軸１７に対して微小な隙間が設けてあり、回路基板１０とバックプレーン１２の位置ずれ及びコネクタの位置ずれを吸収することができる微調整機構を兼ねている。

そして、着脱レバー１６を矢印Ａと反対方向に動かし、スライドカム板１５を取り外した時と反対方向に動かす。このときスライドカム板１５の第１及び第２カムフォロア軸受部２２ａ、２２ｂにセットされたバックプレーン１２のカムフォロア軸１７は回路基板１０にバックプレーン１２を押し付ける方向に動き、装着されている回路基板１０の全てと略同時に差込が完了する。

このように、回路基板１０にあるコネクタはピン数が多く、嵌合には大きな力が必要である。今回の発明の例では、バックプレーン１２を外す場合、１００ｋｇ程度の力、取り付ける場合４００ｋｇの力が必要である。この動作を本発明を利用することにより空気圧源、電力などの動力に頼らず、安全に手動にて行えるようになる。

又、着脱レバー１６の着脱操作部２９ａ、２９ｂを連結部３０により左右接続すること、カムフォロア軸１７をバックプレーン１２に対し均一に４個以上配置することにより、複数枚ある回路基板１０に対し、バックプレーン１２を均一に嵌合させることが可能になる。この部分に使用するコネクタはピン数が多く、前後左右の力が不均一になると、コネクタを破損する可能性が高い。更に、複数枚ある回路基板１０に対し、バックプレーン１２を嵌合させた場合、それぞれの位置がずれている場合が多く、このずれを吸収するため本発明の機構に微調整機能を持たせたことにより、コネクタの損傷などを防ぐことができる。

図５乃至図７に示す図は、本願発明の回路基板収納装置を複数個（実施例では２個）備えた半導体試験機ヘッド（半導体テスターヘッド）であり、着脱レバーとスライドカム板に関する本願発明の要となる部分の機構は上記説明したものと同様であるので省略し、バックプレーンが回路基板と離脱した後に手前に引き出して回路基板を載せる機能が付加されている。

図５に示すように、今、着脱レバー１６を図に示す下方向から上方向にレバー回転軸を軸に９０度程度回動させることにより、スライドカム板１５を図で下方向に動かすことで、バックプレーン１２が回路基板１０から離れる方向に動き回路基板１０から離脱する。このとき、図示していなが、回路基板は内部において係止部材により係止されバックプレーン１２が外れても同一位置が保持できるようになっている。

そして、図６に示すように、離脱したバックプレーン１２を図において手前方向に引き出してテーブルの如く設置する。

次に、図７に示すように、手前方向に引き出したバックプレーン１２上部に交換する回路基板１０を引き抜いて載せるようにして、交換する。
このようにすると、交換作業が一人で、しかも他の動力を必要としないで安全に交換することが可能になる。
回路基板１０の交換後は、逆に、交換した位置に回路基板１０を収納し、バックプレーン１２を元に戻し、着脱レバー１６を回動させることで回路基板１０の全てがバックプレーン１２に差し込まれ、一連の回路基板１０の交換は終了する。

複数の回路基板を差し込んで装着するバックプレーンを、レバーの回動動作に連動するカムの回動動作により移動するスライドカム板をバックプレーンの両側に設け、このスライドカム板が移動したときにバックプレーンを回路基板から離れる方向に移動させるようにしたことで、回路基板を交換するときにバックプレーン自体を大きな力を必要としないで外すことができる回路基板収納装置を提供する。

本願発明の回路基板収納装置を略示的に示した斜視図である。 同、本願発明の要となる機構部分を分解して示した斜視図である。 同、本願発明の要となる機構の動作を示した説明図である。 同、本願発明の要となる機構の動作を示した説明図である。 本願発明の回路基板収納装置を２個備えた半導体試験機ヘッド（半導体テスターヘッド）に転用した様子を示す斜視図である。 本願発明の回路基板収納装置を２個備えた半導体試験機ヘッド（半導体テスターヘッド）に転用した様子を示す斜視図であり、回路基板を取り出すためにバックプレーンを離脱させた状態を示したものである。 本願発明の回路基板収納装置を２個備えた半導体試験機ヘッド（半導体テスターヘッド）に転用した様子を示す斜視図であり、回路基板を取り出すためにバックプレーン上に回路基板を引き出した様子を示したものである。 従来技術における回路基板収納装置を示す説明図である。

符号の説明

１０ 回路基板
１１ バックパネル
１２ バックプレーン
１３ 軸受部
１４ 基台
１５ スライドカム板
１６ 着脱レバー
１７ カムフォロア軸
１８ スライドカム板載置部
１９ａ 第１スライドカム支持軸
１９ｂ 第２スライドカム支持軸
１９ｃ 第３スライドカム支持軸
２１ カムガイド部
２２ａ 第１カムフォロア軸受部
２２ｂ 第２カムフォロア軸受部
２３ａ 第１スライド軸受部
２３ｂ 第２スライド軸受部
２３ｃ 第３スライド軸受部
２５ 傾斜部
２６ 傾斜部
２７ａ カム部
２７ｂ カム部
２８ａ レバー回動軸
２８ｂ レバー回動軸
２９ａ 着脱操作部
２９ｂ 着脱操作部
３０ 連結部。

Claims (1)

1. カムと、該カムの中心位置に備えた回動軸と、前記カムと連設したレバーとを備え、前記回動軸を中心にして回動自在な着脱レバーと、
   複数の回路基板を差し込んで装着するバックパネルと、両側面にバックパネル自体を移動させるためのカムフォロア軸とを備えたバックプレーンと、
   前記カムと係合して、前記カムの回動動きに対して直線方向の動きに変換するカムガイド部と、前記バックプレーンを直線方向の動きに対して鉛直方向に移動させる溝からなるカムフォロア軸受部とを備えたスライドカム板と、
   を備え、
   前記着脱レバーの前記カムを前記スライドカム板の前記カムガイド部に係合させ、前記バックプレーンの前記カムフォロア軸を前記スライドカム板の前記カムフォロア軸受部に係合させて前記バックプレーンを前記スライドカム板で支持するように載置させ、
   前記着脱レバーの前記回動軸を中心にして前記レバーを回動したときに、前記連動して回動する前記カムの動きに応じて前記スライドカム板の前記カムガイド部を直線方向に移動させ、この移動に応じて前記カムフォロア軸受部に係合している前記カムフォロア軸が鉛直方向に規制されることで前記バックプレーンも鉛直方向に移動して、前記回路基板と離脱或は差し込むことを特徴とする回路基板収納装置。

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