JP5245923B2 - 電子機器システム及び基板の挿抜治具 - Google Patents

Description

本発明は、キャビネットに基板を装着する電子機器システム及び基板の挿抜治具に関する。

近年、大型のサーバーやコンピュータ等の大型の電子機器を設置する際、限られたフロアスペースに多くの電子機器を設置しなければならない等、隣接する電子機器の間隔をできるだけ狭めたい状況が増加している。
その一方で、キャビネット内に配置される基板の取り外し作業を考慮すると、隣接する電子機器同士の間隔、特に電子機器同士の前後方向の間隔を狭めることが困難である場合もある。
大型の電子機器のキャビネット内には、その背面板側にキャビネットの正面側に嵌合面を向けたコネクタが配置されている。例えば、キャビネット内部にメインの基板が装着され、この基板は、キャビネットの正面側に嵌合面を向けたコネクタを有している。そして、このコネクタを介して他の基板がメインの基板に接続される。すなわち、キャビネットの背面板に沿って配置されたメインの基板に対し、他の基板が垂直に接続される。この場合、コネクタの嵌合方向はメインの基板に対して垂直方向となる。このため、メインの基板から他の基板を取り外そうとすると、他の基板をメインの基板に対して垂直方向に引き抜かなければならない。他の基板をメインの基板に対して垂直に引き抜き、その他の基板をキャビネットの正面側から取り外す場合、電子機器と他の電子機器との間には、少なくとも他の基板の奥行き寸法と同程度の間隔が必要となる。

このような事情により、従来、電子機器同士の前後方向の間隔、すなわち、キャビネット同士の前後方向の間隔は、無闇に狭めることはできなかった。

このような状況に対し、キャビネットの側方から基板の取り外し作業を行うことができれば、電子機器の前後方向の間隔を狭めた配置が可能となる。多数の電子機器を整列させて配置する場合、メンテナンスを行う管理者の通路が設置される。この通路は、ある程度の幅が確保されるため、電子機器の側方にこの通路を設けるようにすれば、キャビネットの側方からの基板の取り外し作業も可能となる。

また、キャビネットの側方から基板の取り外しを行う提案もされている。例えば、概略Ｕ字状の溝を有するアクチュエータ・バーが組み合わされ、回路基板の担体の役割を担うフレームが知られている。フレームの側面部は、アクチュエータ・バー内の溝を横切って延びるピンをスライド可能に受け入れるスロットを備えている。このスロットは、傾斜しており、アクチュエータ・バーが推進されるとフレームの動きの向きが変換される。すなわち、キャビネット内に背面板に沿わせて設けられたメインの基板に対し垂直方向にフレームを移動させることができる。この結果、フレーム上に搭載された回路基板のエッジに設けられたコネクタをメインの基板のコネクタに対し垂直に嵌合させることができる（特許文献１参照）。

特開平１０−１７８２８９号公報

しなしながら、前記のようにフレームに組み合わされたアクチュエータ・バーは、フレームと一体となってキャビネット内に収容され、取り外すことができない。このためフレーム毎にアクチュエータ・バーを用意しなければならない。
また、フレームがメインの基板に向かう動きは、水平方向に推進されるアクチュエータ・バーの動きが変換されて実現されるが、コネクタの十分な嵌合力を得るだけの押し込み力を得ることができないおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものである。その目的は、キャビネットの側面から基板の挿抜を行うことができる挿抜治具を基板に対し脱着自在とするとし、コネクタの強い嵌合力を得ることができる電子機器システムを提供することである。

上記課題を解決するために、本明細書開示の電子機器システムは、側面が開放されるキャビネットと、当該キャビネット内の背面板側に当該キャビネットの正面側に嵌合面を向けて配置された第１コネクタを有する。また、第１エッジに前記第１コネクタに嵌合される第２コネクタを有する脱着基板を備える。さらに、前記キャビネットの側面側から前記キャビネット内に搬入及び／又は搬出される前記脱着基板へ装着され、前記第１コネクタと第２コネクタとの挿抜を行う挿抜治具を備える。前記脱着基板は、前記第１エッジと反対側の第２エッジに、前記挿抜治具が係合する基板側係合部を有する。前記挿抜治具は、ピン部材が設けられた本体部と、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合方向に前後進するとともに、前記基板側係合部と係合する治具側係合部が設けられた稼動部と、当該稼動部の前後進動作を行うハンドル部と、を有する。前記ハンドル部は、スライド溝を有し、レバー状に形成され、力点シャフトを介して前記稼動部に軸支されるとともに、前記スライド溝に挿通された支点シャフトを介して前記本体部に接続される。前記稼動部は、前記ピン部材が係合するクランク溝を有し、前記ハンドル部材が操作され前記ピン部材が前記クランク溝に沿って相対移動することによって前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合方向に前後進する。

このような電子機器システムとすることにより、キャビネットの側面から基板の挿抜を行うことができる挿抜治具を基板に対し脱着自在とするとすることができる。挿抜治具が脱着自在であることにより、脱着基板毎に挿抜治具を準備しなくてもよい。また、本明細書開示の挿抜治具によれば、第１コネクタと第２コネクタとの強い嵌合力を得ることができる。

本明細書開示の電子機器システムは、キャビネットの側面から基板の挿抜を行うことができる挿抜治具を基板に対し脱着自在とし、コネクタの強い嵌合力を得ることができるという効果を有する。

図１は、実施例の電子機器システムを上方からみた模式図である。 図２（Ａ）は、実施例の電子機器システムに含まれる脱着基板の斜視図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＡ部を拡大した図である。 図３は、キャビネットの一部の斜視図である。 図４（Ａ）は、挿抜治具の斜視図であり、稼動部を本体部側に後退させた状態を示す図面である。図４（Ｂ）は、挿抜治具の斜視図であり、稼動部を本体部から前進させた状態を示す図面である。 図５は、挿抜治具の拡散分解図である。 図６は、挿抜治具の動作の説明図である。 図７（Ａ）は、脱着基板に挿抜治具を装着する様子を示す斜視図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＢ部を拡大して示した図である。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）におけるＣ部を拡大して示した図である。 図８は、キャビネット内に配置される案内部材の斜視図である。 図９は、挿抜治具が装着された脱着基板をキャビネット内に搬入する様子を示す斜視図である。 図１０は、第１コネクタに第２コネクタを嵌合させた状態と、第１コネクタから第２コネクタを抜脱した状態を比較する説明図である。 図１１は、脱着基板から挿抜治具を抜き取る様子を示す斜視図である。

以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されている場合もある。

図１は、実施例の電子機器システム１を上方からみた模式図である。電子機器システム１は、側面２ｃが開放されるキャビネット２と、このキャビネット２内の背面板２ｂ側にキャビネット２の正面２ａ側に嵌合面３ａを向けて配置された第１コネクタ３を有する。また、第１エッジ４ａに第１コネクタ３に嵌合される第２コネクタ５を有する脱着基板４を有する。この脱着基板４は、本発明における基板に相当するものであり、ドーターボードと称されるものでキャビネット２の側面２ｃ側からキャビネット２内に搬入及び／又は搬出される。脱着基板４は、第２エッジ４ｂ側から第１エッジ４ａ側へ延びる補強部材４２を有している。

電子機器システム１は、このような脱着基板４へ装着され、第１コネクタ３と第２コネクタ５との挿抜を行う挿抜治具６を備えている。脱着基板４は、上述のように補強部材４２を有するため、挿抜治具６により脱着基板４を固定基板７側へ押し付ける力を効率よく第２コネクタ５に伝達する。これにより、第１コネクタ３と第２コネクタ５との強固な嵌合を実現することができる。また、補強部材４２は、脱着基板４の反り、撓みの低減、損傷を抑制する効果も有する。

図２（Ａ）は、実施例の電子機器システムに含まれる脱着基板の斜視図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＡ部を拡大した図である。脱着基板４は、図２で説明するように第１エッジ４ａと反対側の第２エッジ４ｂに、挿抜治具６が係合する基板側係合部４１を有する。この基板側係合部４１は、第２エッジ４ｂに沿って、脱着基板４の表面側と裏面側とに形成された係合溝４１ａとして設けられている。
図３は、キャビネット２の一部の斜視図であるが、脱着基板４は、上記のようにキャビネット２の側面２ｃ側からキャビネット２内に搬入及び／又は搬出される。キャビネット２内に搬入される脱着基板４は、案内部材８に沿ってキャビネット２内に収容される。

キャビネット２内には、背面板２ｂ側にバックプレーンボードと称される固定基板７が垂直に配置されており、この固定基板７に第１コネクタ３が設けられている。

図４（Ａ）、図４（Ｂ）は、いずれも挿抜治具６の斜視図である。挿抜治具６は、図２（Ａ）で説明した脱着基板４が備える第２コネクタと、図３で説明する第１コネクタと挿抜を行うものである。挿抜治具６は、図４（Ａ）、図４（Ｂ）で説明するように、第１コネクタ３と第２コネクタ５との嵌合方向に前後進するとともに、基板側係合部４１と係合する治具側係合部６１ａが設けられた稼動部６１を有している。治具側係合部６１ａは、基板側係合部４１を形成する係合溝４１ａに対し摺動可能であるとともに、係合溝４１ａに係合されるピン部材として形成されている。
なお、治具側係合部６１ａは、係合溝４１ａに係合できる形状のものであればよい。従って、レール状に形成することもできるが、ピン部材とすることにより、摺動時の摩擦を軽減することができる。
挿抜治具６は、さらに、稼動部６１の前後進動作を行うハンドル部６２を有する。

図５は、挿抜治具６の拡散分解図である。この図５を参照しつつ、挿抜治具６のさらに詳細な説をする。
挿抜治具６は、ピン部材６３ａが設けられた本体部６３を有している。ピン部材６３ａは、脱着可能であり、後述するように稼動部６１が有するクランク溝６１ｂに挿通されて本体部６３に取り付けられる。
ハンドル部材６２は、スライド溝６２ａを有するレバー状に形成されている。ハンドル部材６２は、稼動部６１の端部に設けられた軸孔６１ｂに力点シャフト６４を介して軸示されるとともに、スライド溝６２ａに挿通された支点シャフト６５を介して前記本体部６３に接続されている。これにより、ハンドル部材６２に支点シャフト６５を支点とする回転動作を付与することにより、本体部６３と稼動部６１との相対移動が実現されている。

稼動部６１は、ピン部材６３ａが係合するクランク溝６１ｂを有している。そして、ハンドル部材６２が操作されピン部材６３ａが前記クランク溝６１ｂに沿って相対移動することによって第１コネクタ３と第２コネクタ５との嵌合方向に前後進する。すなわち、稼動部６１は、本体部６３に対して出没可能に装着されている。

このような構成の挿抜治具６は、図４（Ａ）に示すように稼動部６１を本体部６３側に後退させることができるとともに、図４（Ｂ）に示すように稼動部６１を本体部６３から前進させた状態とすることができる。

また、本体部６３は、脱着基板４の位置決め部材６３ｂを有している。この位置決め部材６３ｂは、ハンドル部材６２の端部の側方に配置されている。脱着基板４をキャビネット２内に収容するとき、この位置決め部材６３ｂが脱着基板４の端面に当接することによって、脱着基板４を所定の位置まで押し込むことができる。また、脱着基板４に挿抜治具６を装着した状態でハンドル部材６２を操作するときに、脱着基板４が斜めに動こうとする力を受けることがあるが、位置決め部材６３ｂが当接した脱着基板４は、その動きが規制される。

図６は、挿抜治具６の動作の説明図である。
図６（Ａ）は、ハンドル部材６２を本体部６３に対して水平に近づくように寝かせた状態に操作した様子を示している。この状態では、ピン部材６３ａは、図６（Ａ）に示したクランク溝６１ｂの下端側に移動することになる。これにより、稼動部６１は、本体部６３側に後退する。一方、図６（Ｂ）は、ハンドル部材６２を本体部６３に対して垂直に近づくように立てた状態に操作した様子を示している。この状態では、ピン部材６３ａは、図６（Ｂ）に示したクランク溝６１ｂの上端側に移動することになる。これにより、稼動部６１は、本体部６３から前進する。

脱着基板４をキャビネット２内に搬入したり、搬出したりするときは、挿抜治具６の状態は、図６（Ａ）に示す状態となる。一方、第１コネクタ３と第２コネクタ５とが嵌合した状態のときは、図６（Ｂ）に示した状態となる。

なお、クランク溝６１ｂの幅ａを変更することにより、挿抜ストロークｂを調節することができる。

図７（Ａ）は、脱着基板４に挿抜治具６を装着する様子を示す斜視図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるＢ部を拡大して示した図である。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）におけるＣ部を拡大して示した図である。
脱着基板４に挿抜治具６を装着するとき、挿抜治具６は、図６（Ｂ）に示すようにハンドル部材６２を寝かせた状態としておく。この状態で、図７（Ｃ）に示すように治具側係合部６１ａを係合溝４１ａに沿って摺動させ、両者を係合させる。

次に、キャビネット２が有する案内部材８について説明する。案内部材８は、枠状の部材で平面部８ａを有している。この平面部８ａの内側の縁部に脱着基板４の搬入及び搬出方向に沿って案内片８ａ１が設けられている。この案内片８ａ１は、平面部８ａの内側の縁部を上方に向かって折り曲げることによって形成されている。脱着基板４をキャビネット２に対し搬入したり、搬出したりするときは、平面部８ａに挿抜治具６の本体部６３を載置する。そして、本体部６３の縁部を案内片８ａ１に沿わせるようにして挿抜治具６をスライド移動させる。
案内片８ａ１は、脱着基板４をキャビネット２内に搬入するときに、第２コネクタ５が第１コネクタ３に干渉しないように、その位置が定められている。

また、案内部材８は、脱着基板４を搬入する方向の奥側に、ストッパ８ｂ、８ｃを有している。脱着基板４をキャビネット２内に搬入するときは、脱着基板４がこのストッパ８ｂ、８ｃに当接するまで押し込めばよい。
このような案内部材８は、キャビネット２内に複数段配置されている。

なお、キャビネット２内に搬入され、第１コネクタ３と第２コネクタ５とが嵌合された後の脱着基板４は、案内部材８上に載置しただけの状態としておくこともできるが、ビス留め等により、案内部材８に固定することもできる。これにより、脱着基板４における、振動等の影響を緩和することができる。

次に、挿抜治具の使用方法について説明する。
図９は、挿抜治具６が装着された脱着基板４をキャビネット２内に搬入する様子を示す斜視図である。また、図１０は、第１コネクタ３に第２コネクタ５を嵌合させた状態と、第１コネクタ３から第２コネクタ５を抜脱した状態を比較する説明図である。さらに、図１１は、脱着基板４から挿抜治具を抜き取る様子を示す斜視図である。

脱着基板４をキャビネット２内に搬入するときは、挿抜治具６を脱着基板４に装着する。挿抜治具６を脱着基板４に装着するには、まず、図７を参照して説明したように、挿抜治具６のハンドルン部材６２を、図６（Ｂ）に寝かせた状態とし、治具側係合部６１ａを係合溝４１ａに沿って摺動させて、挿抜治具６を脱着基板４に係合させる。そして、キャビネット２の側面２ｃ側から脱着基板４を、案内部材８上をスライドさせて脱着基板４をキャビネット２内に搬入する。このとき、キャビネット２内に設置された案内部材８が有する案内片８ａ１に挿抜治具６の本体部６３を沿わせるようにする。脱着基板４は、ストッパ８ｂ、８ｃに当接するまで押し込まれる。すると、図１０において、上段に示す状態となる。

脱着基板４の端部がストッパ８ｂ、８ｃに当接し、キャビネット２内への搬入が完了すると、これに引き続き、第１コネクタ３と第２コネクタ５とを嵌合させる操作を行う。

第１コネクタ３と第２コネクタ５とを嵌合させるためには、ハンドル部材６２を図４（Ｂ）や、図６（Ｂ）に示すように、ハンドル部材６２を立てた状態とする。これにより、稼動部６１が本体部６３から迫り出し、第１コネクタ３と第２コネクタ５との嵌合方向に前進する。稼動部６１が前進すると、基板側係合部４１（係合溝４１ａ）に治具側係合部６１ａが係合した脱着基板４は固定基板７側に向かって前進する。そして、図１０の下段に示すようにハンドル部材６２をさらに立てる方向に操作すれば、第１コネクタ３と第２コネクタ５との嵌合が実現される。

第１コネクタ３と第２コネクタ５との嵌合が完了した後は、図１１に示すように、ハンドル部材６２を立てた状態で挿抜治具６を引き抜けば、脱着基板４の装着作業は終了する。このとき、ハンドル部材６２をわずかに図６（Ａ）に示すように寝る方向に緩めると、治具側係合部６１ａと係合溝４１ａとの結合が緩み、
挿抜治具６を引き抜きやすくなる。
１枚の脱着基板４の嵌合作業を終えた後の挿抜治具６は、他の脱着基板４４の挿罰作業に用いることができる。

一方、キャビネット２内に設置され、第１コネクタ３と第２コネクタ５とが嵌合された状態の脱着基板４をキャビネット２内から搬出するときは、搬入搬出するときは、搬入操作とは逆の操作を行う。すなわち、まず、ハンドル部材６２を立て、稼動部６１を前進させた状態で、キャビネット２の側面２ｃ側から差し入れ、治具側係合部６１ａを基板側係合部４１に係合させる。すなわち、治具側係合部６１ａのピン部材を係合溝４１ａに沿ってストッパ８ｂに当接するまで摺動させ、治具側係合部６１ａと基板側係合部４１とを係合させる。これにより、図１０の下段に示す状態となる。

その後、図１０の上段に示すようにハンドル部材６２を寝かすように操作する。これにより稼動部６１は、本体部６３側に後退する。稼動部６１と脱着基板４とは結合されているため、稼動部６１の後退に伴って、脱着基板４には、第２コネクタ５が第１コネクタ３から抜脱される方向の力が作用する。そして、図１０の上段に示すように、第２コネクタ５が第１コネクタ３から抜脱される。

第２コネクタ５が第１コネクタ３から抜脱された後は、ハンドル部材６２を寝かした状態に維持しつつ、脱着基板４を挿抜治具６とともに案内部材８上をスライドさせてキャビネット２の側面２ｃ側から搬出する。このとき、ハンドル部材６２をさらに寝かせる側に力を加えつつ、基板側係合部４１と治具側係合部６１ａとの摩擦力を増大させると脱着基板４を挿抜治具６と一体として搬出し易くなる。

以上のように、本実施例の挿抜治具６を用いれば、キャビネット２の側面２ｃ側からの脱着基板４の搬入及び搬出、さらに、第１コネクタ３と第２コネクタ５との挿抜を行うことができる。この結果、キャビネット２を設置する際に、その前後方向の間隔を狭めることが可能となる。

このとき、挿抜治具６は、ハンドル部材６２を回転させることによって、コネクタの強い嵌合力、強い抜脱力を発揮することができる。また、これらの力は、ハンドル部材６２を長く設定して、大きいモーメントを得ることにより、さらに強力なものとすることもできる。

また、挿抜治具６は、脱着基板４に対し脱着自在であるので、挿抜治具６を一つ準備しておけば、複数の脱着基板４に対し、挿抜作業を施すことができる。すなわち、脱着基板４毎に挿抜治具６を準備することは不要であり、経済的である。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１…電子機器システム ２…キャビネット ２ａ…正面
２ｂ…背面板 ２ｃ…側面 ３…第１コネクタ
３ａ…嵌合面 ４…脱着基板 ４ａ…第１エッジ
４ｂ…第２エッジ ５…第２コネクタ ６…挿抜治具
７…固定基板 ８…案内部材 ４１…基板側係合部
４２…補強部材 ６１…稼動部 ６１ａ…治具側係合部
６１ｂ…クランク溝 ６２…ハンドル部材 ６２ａ…スライド溝
６３…本体部 ６３ａ…ピン部材 ６３ｂ…位置決め部材
６４…力点シャフト ６５…支点シャフト

Claims (6)

1. 側面が開放されるキャビネットと、
   当該キャビネット内の背面板側に当該キャビネットの正面側に嵌合面を向けて配置された第１コネクタと、
   第１エッジに前記第１コネクタに嵌合される第２コネクタを有する脱着基板と、
   前記キャビネットの側面側から前記キャビネット内に搬入及び／又は搬出される前記脱着基板へ装着され、前記第１コネクタと第２コネクタとの挿抜を行う挿抜治具を備え、
   前記脱着基板は、前記第１エッジと反対側の第２エッジに、前記挿抜治具が係合する基板側係合部を有し、
   前記挿抜治具は、ピン部材が設けられた本体部と、前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合方向に前後進するとともに、前記基板側係合部と係合する治具側係合部が設けられた稼動部と、当該稼動部の前後進動作を行うハンドル部と、を有し、
   前記ハンドル部は、スライド溝を有し、レバー状に形成され、力点シャフトを介して前記稼動部に軸支されるとともに、前記スライド溝に挿通された支点シャフトを介して前記本体部に接続され、
   前記稼動部は、前記ピン部材が係合するクランク溝を有し、前記ハンドル部材が操作され前記ピン部材が前記クランク溝に沿って相対移動することによって前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合方向に前後進する
   ことを特徴とした電子機器システム。
2. 前記脱着基板は、前記第２エッジ側から前記第１エッジ側へ延びる補強部材を有することを特徴とした請求項１記載の電子機器システム。
3. 前記本体部は、前記脱着基板の位置決め部材を有することを特徴とした請求項１又は２に記載の電子機器システム。
4. 前記キャビネットは、側面側から挿入される前記脱着基板の案内部材を有することを特徴とした請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子機器システム。
5. キャビネット内の背面側に当該キャビネットの正面側に嵌合面を向けて配置された第１コネクタと基板の第１エッジに設けられた第２コネクタとの嵌合方向に前後進するとともに、前記基板の前記第１エッジと反対側の第２エッジに設けられた基板側係合部と係合する治具側係合部が設けられた稼動部と、
   当該稼動部の前後進動作を行うハンドル部と、
   ピン部材が設けられた本体部と、を有し、
   前記ハンドル部は、スライド溝を有し、レバー状に形成され、力点シャフトを介して前記稼動部に軸支されるとともに、前記スライド溝に挿通された支点シャフトを介して前記本体部に接続され、
   前記稼動部は、前記ピン部材が係合するクランク溝を有し、前記ハンドル部材が操作され前記ピン部材が前記クランク溝に沿って相対移動することによって前記第１コネクタと前記第２コネクタとの嵌合方向に前後進することを特徴とした基板の挿抜治具。
6. 前記本体部は、前記基板の位置決め部材を有することを特徴とした請求項５に記載の基板の挿抜治具。

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