JP6828903B2

JP6828903B2 - シングルボードコンピュータ用アダプタ

Info

Publication number: JP6828903B2
Application number: JP2018082552A
Authority: JP
Inventors: 英一郎田代; 克輝大石
Original assignee: 合同会社スイッチオン
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2021-02-10
Anticipated expiration: 2038-04-23
Also published as: CN110389915A; US20190324505A1; US10656687B2; JP2019191829A; CN110389915B

Description

本発明は、シングルボードコンピュータ（Single Board Computer：ＳＢＣ）と付属品との接続を可能にするＳＢＣ用アダプタに関する。

Raspberry PiやIchigo Jam（登録商標）などのＳＢＣは、遊びながら作る楽しみを経験することができ、子供から大人までおすすめ出来る製品として、近年幅広い分野で注目されている。ＳＢＣは、露出した単独の回路基板に、ＣＰＵや、周辺部品や、記憶媒体や、入出力インターフェースや、コネクタなどを装着して基本的に構成され、軽量プログラミング言語を使用することで、恰も日常的なパソコンのように扱える利点がある。また、例えば特許文献１には、ＳＢＣの伝導冷却構造が提案されている。

特開２０１３−５２６０４０号公報

従来のＳＢＣは、各自が用意したモニター、キーボード、電源装置などの付属品を、自分で配線して使用するのが一般的であった。しかし、これでは携帯性に乏しく、付属品の用意や配線の手間が掛かっていた。また、同じＳＢＣ製品のバージョン間や、異なるＳＢＣ製品の間では、接続部品となるコネクタの規格も統一されていないため、個々の製品を使い分けるには、それぞれの規格に合ったコネクタや変換アダプタを別途用意しなければならなかった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、どのような製品であっても、付属品の用意や配線の手間を省いて、ＳＢＣをすぐに使用できるＳＢＣ用アダプタを提供することを目的とする。

本発明シングルボードコンピュータ用アダプタは、回路基板に電子部品と第１接続部品を実装したシングルボードコンピュータに対応して、アダプタ本体がそれぞれ設けられ、一つの前記アダプタ本体に、対応する一つの前記シングルボードコンピュータを取付けた状態で、付属品を搭載したドック本体に着脱自在に装着されるシングルボードコンピュータ用アダプタであって、各々の前記アダプタ本体には、前記第１接続部品に着脱が可能な第１被接続部品と、前記付属品と電気的に接続する第２被接続部品に着脱が可能な第２接続部品と、前記第１被接続部品と前記第２接続部品との間を電気的に接続する配線が設けられ、前記アダプタ本体は、前記シングルボードコンピュータの収容部を有する固定部材と、前記固定部材に対して移動可能に設けられ、前記第１被接続部品を取付けた可動部材と、により構成され、前記収容部に前記シングルボードコンピュータを収容した状態で、前記可動部材の移動方向に前記第１接続部品と前記第１被接続部品が対向して設けられることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、どのようなＳＢＣ製品であっても、付属品の用意や配線の手間を省いて、ＳＢＣをすぐに使用することができる。

また、ＳＢＣの回路基板に搭載した第１接続部品と、アダプタ本体に設けた第１被接続部品との着脱が容易に実現でき、ＳＢＣをより素早く使用することが可能になる。

請求項２の発明によれば、ドック本体も同じ外形受け形状で同じ第２被接続部品を使用でき、ドック本体の汎用性を高めることができる。

本発明の一実施形態におけるＳＢＣ用アダプタとＳＢＣの関係を示す説明図である。同上、ＳＢＣに応じて用意されたＳＢＣ用アダプタと、ドック本体の要部を示す斜視図である。同上、製品ＡのＳＢＣを専用のＳＢＣ用アダプタに装着する前の斜視図である。同上、製品ＡのＳＢＣを専用のＳＢＣ用アダプタに装着したＳＢＣサブユニットにおいて、アダプタ内部の配線を示す斜視図である。同上、図３ＢのＳＢＣサブユニットを、ドック本体に装着した状態の斜視図である。同上、製品ＢのＳＢＣを専用のＳＢＣ用アダプタに装着する前の斜視図である。同上、製品ＢのＳＢＣを専用のＳＢＣ用アダプタに装着したＳＢＣサブユニットと、ドック本体の要部を示す斜視図である。同上、図４ＢのＳＢＣサブユニットを、ドック本体に装着した状態の斜視図である。同上、製品ＣのＳＢＣを専用のＳＢＣ用アダプタに装着する前の斜視図である。同上、製品ＣのＳＢＣを専用のＳＢＣ用アダプタに装着したＳＢＣサブユニットと、ドック本体の要部を示す斜視図である。同上、図５ＢのＳＢＣサブユニットを、ドック本体に装着した状態の斜視図である。同上、ＳＢＣ用アダプタの分解斜視図である。同上、開放状態におけるＳＢＣ用アダプタの斜視図である。同上、結合状態におけるＳＢＣ用アダプタの斜視図である。同上、ＳＢＣサブユニットを装着したドック本体の写真である。

以下、本発明におけるＳＢＣ（シングルボードコンピュータ）用アダプタの好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。

図１は、本実施形態のＳＢＣ用アダプタとＳＢＣとの関係を概念的に示したものである。同図において、１はコアとなるＳＢＣ、１０はコアアダプタとしてＳＢＣ１に着脱されるアダプタ、１００はＳＢＣ１を取付けたアダプタ１０の一つを装着可能なドック本体である。ドック本体１００は、アダプタ１０を備えたＳＢＣ収納ドックの本体部を構成するもので、ＳＢＣ１の周辺機器となる付属品１１０が予め装備されている。

ＳＢＣ１は現在、スペックや使用するプログラミング言語などが異なる様々な性能の製品Ａ，Ｂ，Ｃ，…が市場に出回っているが、本実施形態では、それぞれの製品Ａ，Ｂ，Ｃ，…に対応して、アダプタ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，…が用意される。したがって、例えば製品ＡのＳＢＣ１に対しては、その製品Ａに専用のアダプタ１０Ａを取付けることで、アダプタ１０Ａを介して製品Ａをドック本体１００に実装でき、別な例えば製品ＢのＳＢＣ１に対しては、その製品Ｂに専用のアダプタ１０Ｂを取付けることで、アダプタ１０Ｂを介して製品Ｂをドック本体１００に実装でき、何れも同じ付属品１１０の使用が可能となる。同様に、その他の製品Ｃや、将来登場するＳＢＣ１の製品Ｎについても、専用のアダプタ１０Ｃやアダプタ１０Ｎを介在させて、同じドック本体１００に装着可能となる。なお、これ以降は製品ＡのＳＢＣ１を符号１Ａとし、製品ＢのＳＢＣ１を符号１Ｂとし、製品ＣのＳＢＣ１を符号１Ｃとして説明する。

図２は、上述した各部の構成を詳しく示している。ＳＢＣ１Ａ〜１Ｃは何れも、絶縁基材の表面に金属パターンを印刷形成した回路基板２に、ドック本体１００の付属品１１０との接続に必要な主接続部品３と、付属品１１０以外の外部機器との接続に必要な副接続部品４を実装して構成される。また図示しないが、回路基板２はその他の電子部品として、ＳＢＣ１Ａ〜１Ｃを動作させるのに必要なＣＰＵや、記憶媒体や、周辺部品や、入出力インターフェースなどが実装される。

一方、アダプタ１０Ａ〜１０Ｃは何れも、外郭をなす箱型状のアダプタ本体１１に、対応するＳＢＣ１Ａ〜１Ｃの主接続部品３と着脱可能な被接続部品２１や、ドック本体１００の筐体１２０に取付けた被接続部品１３０と着脱可能な接続部品２２を取付けて構成される。

アダプタ本体１１は、対応するＳＢＣ１Ａ〜１Ｃが支障なく収容できるように、ＳＢＣ１Ａ〜１Ｃの外形形状よりも若干大きな寸法を有する凹状の収容部１２が形成される。したがって、各アダプタ１０Ａ〜１０Ｃの収容部１２の大きさは、対応するＳＢＣ１Ａ〜１Ｃによって異なる。それに対して、アダプタ本体１１の外形形状は、どのアダプタ１０Ａ〜１０Ｃであっても同一に形成される。ドック本体１００の外郭をなす筐体１２０には、凹状のＳＢＣ格納部１４０が設けられるが、ＳＢＣ格納部１４０はアダプタ１０Ａ〜１０Ｃの一つが支障なく格納できるような寸法に形成される。

各アダプタ１０Ａ〜１０Ｃにおいて、収容部１２の側壁には、一乃至複数個の被接続部品２１が内側に突出して配設される。本実施形態では、コアとなるＳＢＣ１Ａ〜１Ｃの主接続部品３の位置に合せて、対応する各アダプタ１０Ａ〜１０Ｃ被接続部品２１の位置も異なっている。また、アダプタ本体１１の一側側壁には、一乃至複数個の接続部品２２が外側に突出して配設される。接続部品２２はどのアダプタ１０Ａ〜１０Ｃであっても同じ位置に設けられており、ドック本体１００のＳＢＣ格納部１４０の側壁には、接続部品２２と対向した位置に、付属品１１０と電気的に接続する被接続部品１３０が配設される。

また、ここには図示しないが、各アダプタ１０Ａ〜１０Ｃに設けられる被接続部品２１は、その全てまたは一部が、アダプタ本体１１の内部で接続部品２２と電気的に接続される。例えばＳＢＣ１Ｂに対応したアダプタ１０Ｂは、全ての被接続部品２１が接続部品２２と電気的に接続されるが、ＳＢＣ１Ａに対応したアダプタ１０Ａと、ＳＢＣ１Ｃに対応したアダプタ１０Ｃは、被接続部品２１の一部が接続部品２２と電気的に接続される一方で、残りの被接続部品２１は、アダプタ本体１１の他側側壁に設けた別な接続部品２３と電気的に接続される。この接続部品２３は、ドック本体１００の被接続部品１３０に装着されるものではないが、外部に露出する接続部品２３を利用して、ドック本体１００の付属品１１０の一部とＳＢＣ１ＡやＳＢＣ１Ｃとの間を、有線や無線で電気的に接続することができる。

さらに、ＳＢＣ１の種類によっては、副接続部品４が主接続部品３としての機能を兼用する場合もある。例えばＳＢＣ１Ｂの副接続部品４の一部は、ＳＢＣ１Ｂを対応するアダプタ１Ｂの収容部１２に収容したときに、アダプタ１Ｂの他側から露出した状態で配置され、ドック本体１００の付属品１１０の一部とＳＢＣ１Ｂとの間を、有線や無線で電気的に接続する主接続部品３としても機能できる構成となっている。

次に、それぞれのＳＢＣ１Ａ〜１Ｃについて、これらを個々にドック本体１００の付属品１１０と接続するまでの手順を詳しく説明する。

図３Ａ〜図３Ｃは、製品ＡのＳＢＣ１Ａをドック本体１００の付属品１１０と電気的に接続するまでの一連の手順を示している。これらの各図において、ＳＢＣ１Ａは、前述の主接続部品３として、ＳＢＣ１への給電を可能にする電源用端子としてのマイクロＵＳＢ（Universal Serial Bus）コネクタ３−１と、付属品１１０との間のデータのやり取りを可能にするデータ用端子としてのマイクロＵＳＢコネクタ３−２と、デジタル映像信号とデジタル音声信号の送出を可能にする映像音声用端子としてのＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface：登録商標）コネクタ３−３が、平面視矩形状の回路基板２の表面側に並んで配設される。また、回路基板２の表面側には、前述の副接続部品４として、ＳＢＣ１の汎用入出力端子となるＧＰＩＯ（General-purpose input/output）ピン４−１が配設される。

これに対して、ＳＢＣ１Ａに専用のアダプタ１０Ａは、前述の被接続部品２１として、マイクロＵＳＢコネクタ３−１に対向する電源用受け端子としてのマイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−１と、マイクロＵＳＢコネクタ３−２に対向するデータ用受け端子としてのマイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−２と、ＨＤＭＩコネクタ３−３に対向する映像音声用受け端子としてのＨＤＭＩ受けコネクタ２１−３が、収容部１２の側壁に並んで配設される。またアダプタ１０Ａは、電源用ポート２２−１と、映像音声用ポートとしてのＨＤＭＩポート２２−２が、アダプタ本体１１の一側側壁に接続部品２２として並んで配設され、付属品１１０を構成するマウスやキーボードなどの操作部用のＵＳＢポート２３−１が、アダプタ本体１１の他側側壁に接続部品２３として配設される。

図３Ｂに示すように、アダプタ本体１１の内部には、被接続部品２１と接続部品２２，２３との間を電気的に接続するための配線２４が配設される。具体的には、マイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−１と電源用ポート２２−１との間は、配線２４−１により電気的に接続され、マイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−２と操作部用ＵＳＢポート２３−１との間は、配線２４−２により電気的に接続され、ＨＤＭＩ受けコネクタ２１−３とＨＤＭＩポート２２−２との間は、配線２４−３により電気的に接続される。

図３Ｃに示すように、ドック本体１００は、前述の被接続部品１３０として、電源用ポート２２−１に対向する電源用受けポート１３０−１と、ＨＤＭＩポート２２−２に対向する映像音声用受けポート１３０−２が、ＳＢＣ格納部１４０の側壁に並んで配設される。また、アダプタ１０ＡをＳＢＣ格納部１４０に格納した際に、ドック本体１００の外部から操作部用ＵＳＢポート２３−１の正面に向けて指を直接差し入れることができるように、スリット形状の窓孔１４２が筐体１２０に開口形成される。

筐体１２０の内部には、被接続部品１３０とドック本体１００に備えた付属品１１０との間を電気的に接続するための配線１５０が配設される。具体的には、付属品１１０としての電源装置となるバッテリー（図示せず）と電源用受けポート１３０−１との間は、配線１５０−１により電気的に接続され、付属品１１０としてのモニターやスピーカー（何れも図示せず）と映像音声用受けポート１３０−２との間は、別な配線１５０−２により電気的に接続される。

上記構成において、ＳＢＣ１Ａをドック本体１００の付属品１１０と電気的に接続するには、先ず図３Ａに示すように、ＳＢＣ１Ａに対応した専用のアダプタ１０Ａを用意し、アダプタ１０Ａの収容部１２にＳＢＣ１Ａを収容して、ＳＢＣ１Ａの各コネクタ３−１〜３−３を、アダプタ１０Ａの向かい合う各受けコネクタ２１−１〜２１−３にそれぞれ装着する。図３Ｂに示すように、アダプタ１０Ａの内部には予め配線２４が施されているので、ＳＢＣ１Ａをアダプタ１０Ａに収容し装着したＳＢＣサブユニット３０Ａの状態では、ＳＢＣ１ＡのマイクロＵＳＢコネクタ３−１とＨＤＭＩコネクタ３−３が、アダプタ１０Ａの電源用ポート２２−１と映像音声用のＨＤＭＩポート２２−２にそれぞれ接続され、ＳＢＣ１ＡのマイクロＵＳＢコネクタ３−２が、アダプタ１０Ａの操作部用のＵＳＢポート２３−１に接続される。

その後、図３Ｂに示すＳＢＣサブユニット３０Ａを、ドック本体１００のＳＢＣ格納部１４０に入れ、アダプタ１０Ａの電源用ポート２２−１とＨＤＭＩポート２２−２とを、ドック本体１００の向かい合う電源用受けポート１３０−１と映像音声用受けポート１３０−２とにそれぞれ装着する。図３Ｃは、このときの状態を示しており、ドック本体１００の付属品１１０であるバッテリー、モニター、スピーカーと、ＳＢＣ１Ａとの電気的な接続が簡単に可能となる。また、付属品１１０としてワイヤレス式のキーボードやマウスを備えたドック本体１００の場合、窓孔１４２を通して操作部用ＵＳＢポート２３−１に、無線受信機能を有するＵＳＢレシーバ（図示せず）を差し込むことで、こうしたキーボードやマウスとＳＢＣ１Ａとの無線を利用した電気的な接続が可能となる。

次に、製品ＢのＳＢＣ１Ｂについて、これをドック本体１００の付属品１１０と電気的に接続するまでの一連の手順を説明する。図４Ａ〜図４Ｃの各図において、ＳＢＣ１Ｂは主接続部品３として、前述した電源用のマイクロＵＳＢコネクタ３−１と、映像音声用のＨＤＭＩコネクタ３−３の他に、副接続部品４を兼用するデータ用端子としてのＵＳＢコネクタ３−４が、平面視矩形状の回路基板２の表面側に配設される。また回路基板２の表面側には、副接続部品４として、前述のＧＰＩＯピン４−１の他に、付属品１１０以外の間で各種データのやり取りを可能にする外部データ用端子としての複数個のＵＳＢコネクタ４−２と、通信ネットワークとなるＬＡＮ（Local Area Network）への接続を可能にする有線ＬＡＮポート４−３が、それぞれ配設される。

一方、ＳＢＣ１Ｂに専用のアダプタ１０Ｂは、被接続部品２１として、前述の電源用のマイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−１と、映像音声用のＨＤＭＩ受けコネクタ２１−３が、収容部１２の側壁に並んで配設される。またアダプタ１０Ａは、前述の電源用ポート２２−１と、映像音声用のＨＤＭＩポート２２−２が、アダプタ本体１１の一側側壁に接続部品２２として並んで配設され、アダプタ本体１１の他側は、ＵＳＢコネクタ４−２やＬＡＮポート４−３への電気的な接続に支障を来さないように、収容部１２と連通する開口１３が形成される。

図４Ｂには図示しないが、アダプタ本体１１の内部には、マイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−１と電源用ポート２２−１との間を電気的に接続する配線２４−１と、ＨＤＭＩ受けコネクタ２１−３とＨＤＭＩポート２２−２との間を電気的に接続する配線２４−３が、それぞれ配設される。また、ドック本体１００の構成は、前述したものと共通する。

そして、ＳＢＣ１Ｂをドック本体１００の付属品１１０と電気的に接続するには、先ず図４Ａに示すように、ＳＢＣ１Ｂに対応した専用のアダプタ１０Ｂを用意し、アダプタ１０Ｂの収容部１２にＳＢＣ１Ｂを収容して、ＳＢＣ１Ｂの各コネクタ３−１，３−３を、向かい合う各受けコネクタ２１−１，２１−３にそれぞれ装着する。ＳＢＣ１Ｂをアダプタ１０Ｂに収容し装着したＳＢＣサブユニット３０Ｂの状態では、ＳＢＣ１ＢのマイクロＵＳＢコネクタ３−１とＨＤＭＩコネクタ３−３が、アダプタ１０Ｂの電源用ポート２２−１と映像音声用のＨＤＭＩポート２２−２にそれぞれ接続される。また、ＳＢＣ１ＢのＵＳＢコネクタ４−２とＬＡＮポート４−３は、それぞれの差込口が開口１３に向けて配置される。

その後、図４Ｂに示すＳＢＣサブユニット３０Ｂを、ドック本体１００のＳＢＣ格納部１４０に入れ、アダプタ１０Ｂの電源用ポート２２−１とＨＤＭＩポート２２−２を、ドック本体１００の向かい合う電源用受けポート１３０−１と映像音声用受けポート１３０−２にそれぞれ装着すれば、ドック本体１００の付属品１１０であるバッテリー、モニター、スピーカーと、ＳＢＣ１Ｂとの電気的な接続が簡単に可能となる。また、ドック本体１００の窓孔１４２とアダプタ１０Ｂの開口１３を通して、データ用のＵＳＢポート３−４に前述のＵＳＢレシーバ（図示せず）を差し込んで装着すれば、付属品１１０としてワイヤレス式のキーボードやマウスと、ＳＢＣ１Ｂとの無線を利用した電気的な接続が可能となる。

次に、製品ＣのＳＢＣ１Ｃについて、これをドック本体１００の付属品１１０と電気的に接続するまでの一連の手順を説明する。図５Ａ〜図５Ｃの各図において、ＳＢＣ１Ｃは主接続部品３として、前述の電源用のマイクロＵＳＢコネクタ３−１と、データ用のＵＳＢコネクタ３−４の他に、アナログ映像信号とアナログ音声信号の送出を可能にするアナログ映像音声出力端子としての４極ＡＶジャック３−５が、平面視矩形状の回路基板２の表面側に配設される。また回路基板２の表面側には、副接続部品４として前述のＧＰＩＯピン４−１が配設される。

一方、ＳＢＣ１Ｃに専用のアダプタ１０Ｃは、被接続部品２１として、前述した電源用のマイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−１の他に、ＵＳＢコネクタ３−４に対向するデータ用のＵＳＢ受けコネクタ２１−４と、ＡＶジャック３−５に対向する映像音声用受け端子としてのＡＶプラグ２１−５が、収容部１２の側壁にそれぞれ配設される。またアダプタ１０Ｃは、前述した電源用ポート２２−１と、映像音声用のＨＤＭＩポート２２−２と、操作部用のＵＳＢポート２３−１が、アダプタ本体１１の側壁にそれぞれ配設される。

図５Ｂには図示しないが、アダプタ本体１１の内部には、マイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−１と電源用ポート２２−１との間を電気的に接続する配線２４−１と、ＵＳＢ受けコネクタ２１−４と操作部用ＵＳＢポート２３−１との間を電気的に接続する配線２４−２と、ＡＶプラグ２１−５とＨＤＭＩポート２２−２との間を電気的に接続する配線２４−３が、それぞれ配設される。また、配線２４−３の途中には、ＳＢＣ１Ｃからのアナログ映像音声信号をデジタル映像音声信号に変換出力するコンバータ（図示せず）が組み込まれる。その他、ドック本体１００の構成は、前述したものと共通する。

そして、ＳＢＣ１Ｃをドック本体１００の付属品１１０と電気的に接続するには、先ず図５Ａに示すように、ＳＢＣ１Ｃに対応した専用のアダプタ１０Ｃを用意し、アダプタ１０Ｃの収容部１２にＳＢＣ１Ｃを収容して、ＳＢＣ１Ｃの各コネクタ３−１，３−４、およびＡＶジャック３−５を、向かい合う各受けコネクタ２１−１，２１−４、およびＡＶプラグ２１−５にそれぞれ装着する。ＳＢＣ１Ｃをアダプタ１０Ｃに収容し装着したＳＢＣサブユニット３０Ｃの状態では、ＳＢＣ１ＣのマイクロＵＳＢコネクタ３−１とＡＶジャック３−５が、アダプタ１０Ｃの電源用ポート２２−１と映像音声用のＨＤＭＩポート２２−２にそれぞれ接続され、ＳＢＣ１ＣのＵＳＢコネクタ３−４が、アダプタ１０Ｃの操作部用のＵＳＢポート２３−１に接続される。

その後、図５Ｂに示すＳＢＣサブユニット３０Ｃを、ドック本体１００のＳＢＣ格納部１４０に入れ、アダプタ１０Ｃの電源用ポート２２−１とＨＤＭＩポート２２−２とを、ドック本体１００の向かい合う電源用受けポート１３０−１と映像音声用受けポート１３０−２とにそれぞれ装着すれば、ドック本体１００の付属品１１０であるバッテリー、モニター、スピーカーと、ＳＢＣ１Ｃとの電気的な接続が簡単に可能となる。また、ドック本体１００の窓孔１４２を通して、操作部用のＵＳＢポート２３−１に前述のＵＳＢレシーバ（図示せず）を差し込んで装着すれば、付属品１１０としてワイヤレス式のキーボードやマウスと、ＳＢＣ１Ｃとの無線を利用した電気的な接続が可能となる。

図６は、アダプタ１０の中で、例としてＳＢＣ１Ｂに対応したアダプタ１０Ｂの細部構成を示している。アダプタ本体１１は、ＳＢＣ１Ｂの収容部１２を有する固定部材３２と、この固定部材３２に対して摺動可能に設けられる可動部材３３と、により概ね構成される。固定部材３２は、有底状の収容部１２を形成する基台としての本躯体３５に、出力端子取付板３６と、出力蓋３７と、裏蓋３８とを取付け固定して構成される。また、可動部材３３は、一側を開口した箱体としての移動躯体４１に、入力端子取付板４２と、押出板４３とを取付け固定して構成される。

ＳＢＣ１Ｂは、回路基板２に前述の電子部品４５を実装すると共に、主接続部品３として、ここでは電源用のマイクロＵＳＢコネクタ３−１と、映像音声用のＨＤＭＩコネクタ３−３と、データ用のＵＳＢコネクタ３−４と、映像音声用のＡＶジャック３−５とを実装し、さらに副接続部品４として、ＧＰＩＯピン４−１と、一部が主接続部品３を兼用する複数個のＵＳＢコネクタ４−２と、ネットワーク接続用の有線ＬＡＮポート４−３とを実装して構成される。

固定部材３２の本躯体３５は有底状で、収容部１２の長手方向一側に、ＳＢＣ１Ｂと配線２４（ここでは図示せず）とを区画するための隔壁４８が形成される。また、本躯体３５の長手方向一側面には、接続部品２２を取付け固定するための出力端子取付板３６が設けられる。ここでは接続部品２２として、前述の電源用ポート２２−１と映像音声用のＨＤＭＩポート２２−２とを一纏めにしたＤ−ｓｕｂ結合端子２２−３が、ネジ５０などの止着部材を利用して出力端子取付板３６に取付け固定される。出力蓋３７は、本躯体３５の隔壁４８と出力端子取付板３６の上面を跨ぐように配設され、これらの部品で囲まれた袋状の通路空間５１に、可動部材３３の内部から引き出された配線２４が配設される。

本躯体３５の底面には、裏蓋３８が配設される。また、本躯体３５の底面中央には、短手方向に延びる案内溝５３が形成されており、この案内溝５３に沿って押出板４３が摺動可能に係合する。押出板４３が案内溝５３から脱落するのを防止するために、押出板４３の下面を覆うように裏蓋３８を配設してもよい。

可動部材３３の移動躯体４１は、その側面開口を覆うように、被接続部品２１を取付け固定するための入力端子取付板４２が配設され、これらの部品で囲まれた袋状の通路空間５５から、固定部材３２側の通路空間５１の開口に対向して、入力端子取付板４２に形成した通孔５６を通して、被接続部品２１から接続部品２２への配線２４が引き出される。ここでは被接続部品２１として、前述した電源用のマイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−１と、主に映像用のＨＤＭＩ受けコネクタ２１−３と、主に音声用のＡＶプラグ２１−５が、固定部材３２の収容部１２にＳＢＣ１Ｂを収容した状態で、ＳＢＣ１ＢのマイクロＵＳＢコネクタ３−１と、ＨＤＭＩコネクタ３−３と、ＡＶジャック３−５にそれぞれ向かい合うように配設される。

また、移動躯体４１の底面には、固定部材３２に向けて一方向に延びる押出板４３が配設される。押出板４３は固定部材３２の案内溝５３に沿って摺動可能に係合し、これにより収容部１２にＳＢＣ１Ｂを収容した固定部材３２に対して、可動部材３３の全体を主接続部品３と被接続部品２１との着脱方向に一致した案内溝５３に沿った方向に、手動で簡単に動かすことが可能になる。

図７は、固定部材３２に対して可動部材３３を離れた位置に動かした開放状態のアダプタ１０Ｂを示している。ＳＢＣ１Ｂは、予めアダプタ１０Ｂを開放状態にして、固定部材３２の収容部１２に載せられる。このとき、ＳＢＣ１Ｂの端面を収容部１２の側壁に突き当てることで、収容部１２に対するＳＢＣ１Ｂの位置決めがなされ、ＳＢＣ１ＢのマイクロＵＳＢコネクタ３−１と、ＨＤＭＩコネクタ３−３と、ＡＶジャック３−５が、可動部材３３に設けた電源用のマイクロＵＳＢ受けコネクタ２１−１と、映像用のＨＤＭＩ受けコネクタ２１−３と、音声用のＡＶプラグ２１−５に自ずと向かい合う。

図８は、図７における開放状態から、可動部材３３を固定部材３２に近付けて当接させた結合状態のアダプタ１０Ｂを示している。ここでは、可動部材３３が固定部材３２に近付くように、可動部材３３を案内溝５３に沿った方向へ手で簡単に動かすことができ、それによりＳＢＣ１Ｂの各コネクタ３−１，３−３やＡＶジャック３−５に、アダプタ１０Ｂの各受けコネクタ２１−１，２１−３やＡＶプラグ２１−５を一度に装着することが可能になる。また、この装着時に、可動部材３３の入力端子取付板４２が、固定部材３２の本躯体３５に突き当たると、それ以上は可動部材３３を固定部材３２側に動かせなくなるため、ＳＢＣ１Ｂの各コネクタ３−１，３−３やＡＶジャック３−５に、無理な力を加えずに済む利点がある。

図９は、図８におけるＳＢＣサブユニット３０Ｂを、ドック本体１００のＳＢＣ格納部１４０に入れた状態を示している。ここでは、ドック本体１００の筐体１２０が、ヒンジ１６０で互いに連結されたケース部材１２０Ａとカバー部材１２０Ｂとにより構成され、ヒンジ部１６０を中心に回動するカバー部材１２０Ｂは、ケース部材１２０Ａの蓋として、その上面を覆うように開閉自在に設けられる。

ケース部材１２０ＡにはＳＢＣ格納部１４０の他に、図示しない実験用のブレッドボードや電子部品などのパーツ格納部１４５が、何れも上面を開口して凹状に形成される。また、ドック本体１００の付属品１１０として、カバー部材１２０Ｂには表示部となるモニター１１１が設けられ、ケース部材１２０Ａには音出力部となるスピーカー１１２と、操作部となるワイヤレス式のキーボード１１３と、電源部となるバッテリー１１５がそれぞれ設けられる。モニター１１１の画面はカバー部材１２０Ｂのケース部材１２０Ａに対向する面に設けられる一方で、キーボード１１３はケース部材１２０Ａの上面側に設けられおり、ドック本体１００は概ね携帯可搬型のノートパソコンのような形態を有する。

ケース部材１２０Ａの側面には、ＳＢＣサブユニット３０Ｂをドック本体１００の側部からＳＢＣ格納部１４０に挿入可能にする挿入口１４３が形成される。この挿入口１４３は、前述の窓孔１４２としての機能を兼用する。アダプタ本体１１の外形形状は、どのアダプタ１０Ａ〜１０Ｃであっても同一であるため、挿入部１４３を介してＳＢＣ格納部１４０にあらゆるＳＢＣサブユニット３０Ａ〜３０Ｃを収納できる。

ＳＢＣ格納部１４０の側壁には、ドック本体１００の被接続部品１３０として、Ｄ−ｓｕｂ結合端子２２−３と着脱可能なＤ−ｓｕｂ結合受け端子１３０−３が配設される。この結合受け端子１３０−３は、前述の電源用受けポート１３０−１と映像音声用受けポート１３０−２とを一纏めにしたもので、結合受け端子１３０−３とバッテリー１１５との間は、ここでは図示していない配線１５０−１により電気的に接続され、結合受け端子１３０−３とモニター１１１およびスピーカー１１２との間は、別な配線１５０−２により電気的に接続される。

こうしたドック本体１００を利用するには、図８に示すＳＢＣサブユニット３０Ｂの結合端子２２−３を、ドック本体１００の結合受け端子１３０−３に向い合せ、ドック本体１００側部の挿入口１４３からＳＢＣ格納部１４０にＳＢＣサブユニット３０Ｂを挿入する。このときＳＢＣサブユニット３０Ｂは、ＳＢＣ格納部１４０の側壁に沿って決められた方向に挿入されるので、結合端子２２−３をわざわざ位置合わせすることなく、結合受け端子１３０−３に簡単に装着させることができる。

こうして、ＳＢＣサブユニット３０Ｂを本体ドック１００のＳＢＣ格納部１４０に格納すると、バッテリー１１５からの電力が、ドック本体１００の結合受け端子１３０−３からアダプタ１０Ｂの電源用のマイクロＵＳＢコネクタ３−１を通してＳＢＣ１Ｂに供給される。また挿入口１４３を通して、ＳＢＣ１Ｂの操作部用ＵＳＢポート３−４にＵＳＢレシーバ（図示せず）を差し込んで装着すれば、本体ドック１００に備えたキーボード１１３とＳＢＣ１Ｂが無線で接続される。

以後、キーボード１１３からの入力により、ＳＢＣ１Ｂに組み込んだプログラムを起動させることにより、ＳＢＣ１Ｂからの映像信号をＨＤＭＩコネクタ３−３からモニター１１１に送出して、モニター１１１を表示させたり、ＳＢＣ１Ｃからの音声信号をＡＶジャック３−５からスピーカー１１２に送出して、スピーカー１１２を鳴動させたりすることが可能となる。また、パーツ格納部１４５に収納した各種パーツを利用して、電子部品を実装したブレッドボードと、ＳＢＣ１のＧＰＩＯピン４−１との間を配線接続することで、例えばブレッドボードに装着したＬＥＤを、ＳＢＣ１Ｂのプログラムによる命令で、所定のタイミングにオン・オフさせるなどの電子工作を手軽に経験できる。

以上のように、本実施形態におけるＳＢＣ用アダプタ１０は、回路基板２に電子部品４５と第１接続部品となる主接続部品３とを実装した各種のＳＢＣ１に対応して、専用のアダプタ本体１１がそれぞれ設けられており、一つのアダプタ本体１１に、対応する一つのＳＢＣ１を取付けた状態で、付属品１１０を搭載したドック本体１００に着脱自在に装着される構成となっている。そして、各々のアダプタ本体１１には、主接続部品３に着脱が可能な第１被接続部品となる被接続部品２１と、付属品１１０と電気的に接続する第２被接続部品となる被接続部品１３０に着脱が可能な第２接続部品としての接続部品２２と、被接続部品２１と接続部品２２との間を電気的に接続する配線２４が設けられる。

上記構成によれば、主接続部品３の規格が各々異なる様々なＳＢＣ１に対応して、予めアダプタ本体１１が個々に用意されているため、一つのアダプタ本体１１を選択して、それに適合するＳＢＣ１を取付け、ＳＢＣ１の主接続部品３をアダプタ本体１１の被接続部品２１に装着し、アダプタ本体１１の接続部品２２をドック本体１００の被接続部品１３０に装着すれば、ドック本体１００に搭載した付属品１１０とＳＢＣ１との電気的な接続が達成される。したがって、どのようなＳＢＣ１の製品Ａ，Ｂ，Ｃ，…Ｎであっても、付属品１１０の用意や配線の手間を省いて、ＳＢＣ１をすぐに使用できる。

また本実施形態では、ＳＢＣ１の収容部１２を有する固定部材３２と、その固定部材３２に対してスライド移動（摺動）可能に設けられ、被接続部品２１を取付けた可動部材３３と、によりアダプタ本体１１を構成し、収容部１２にＳＢＣ１を収容した状態で、可動部材３３の移動する方向に主接続部品３と被接続部品２１が対向して設けられている。

この場合、収容部１２にＳＢＣ１を収容した状態の固定部材３２に対して、可動部材３３を所定の方向に動かすだけで、ＳＢＣ１の回路基板２に搭載した主接続部品３と、アダプタ本体１１に設けた被接続部品２１との着脱が容易に実現でき、ＳＢＣ１をより素早く使用できる。

また本実施形態では、どのＳＢＣ１であっても各々のアダプタ本体１１は同一の外形形状を有し、何れも同じ位置に同一の接続部品２２が取付けられている。

したがって、どのような種類のＳＢＣ１であっても、そのＳＢＣ１を取付けたアダプタ本体１１は同じ外形形状となり、しかもそのアダプタ本体１１には、同じ位置に同じ接続部品２２が取付けられるので、ドック本体１００も同じ外形受け形状で同じ被接続部品１３０を使用でき、ドック本体１００の汎用性を高めることができる。

本実施形態におけるアダプタ１とドック本体１００とによるＳＢＣ収納ドックは、アダプタ１０を介して、既存の又は将来登場すると考えられる各種小型コンピュータとしてのＳＢＣ１を、共通するドック本体１００に入れ替えて使用可能となり、性能の異なる様々なＳＢＣ１に対して、ドック本体１００を汎用的に使用できる。また、ドック本体１００のコンパクトな筐体１２０に付属品１１０の一式を収めることで、持ち運びなどに便利な携帯性を獲得できる。さらに、ブレッドボードや電子部品などの各種パーツを、ドック本体１００のパーツ格納部１４５に収納することで、ドック本体１００をノートパソコンとしてだけでなく、電子工作の実験用として容易に利用できる。

その他、ＳＢＣ収納ドックの教育的な利点を列記すると、ドック本体１００は一般的なノートパソコンに比べて低価格であり、小学生の児童でも比較的入手しやすい。また、学校や学習塾などのプログラミング教育に取り組む教育機関にも、ドック本体１００を低コストでの学習用ツールとして容易に導入できる。ＳＢＣ１の中には、元々子供向けのプログラミング教育用教材として開発されたものがあり、世界的に有名なビジュアルプログラミングツールやプログラミング言語が標準でＳＢＣ１にインストールされていることから、これをドック本体１００の付属品１１０と接続することで、すぐにプログラミング教育のツールとして利用できる。さらに、ソフトウェアのプログラミング学習だけでなく、電子工作も行えるため、ＩｏＴ装置の仕組みなど、フィジカルコンピューティングの学習も一体に行なうことが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施が可能である。例えば、各アダプタ１０におけるアダプタ本体１１の形状や、アダプタ本体１１に取付け固定される部品の配置は、実施形態で示したものに限定されない。

１ＳＢＣ（シングルボードコンピュータ）
２回路基板
３主接続部品（第１接続部品）
１０ＳＢＣ用アダプタ（シングルボードコンピュータ用アダプタ）
１１アダプタ本体
１２収容部
２１被接続部品（第１被接続部品）
２２接続部品（第２接続部品）
２４配線
３２固定部材
３３可動部材
１００ドック本体
１１０付属品
１３０被接続部品（第２被接続部品）

Claims

回路基板に電子部品と第１接続部品を実装したシングルボードコンピュータに対応して、アダプタ本体がそれぞれ設けられ、
一つの前記アダプタ本体に、対応する一つの前記シングルボードコンピュータを取付けた状態で、付属品を搭載したドック本体に着脱自在に装着されるシングルボードコンピュータ用アダプタであって、
各々の前記アダプタ本体には、前記第１接続部品に着脱が可能な第１被接続部品と、
前記付属品と電気的に接続する第２被接続部品に着脱が可能な第２接続部品と、
前記第１被接続部品と前記第２接続部品との間を電気的に接続する配線が設けられ、
前記アダプタ本体は、前記シングルボードコンピュータの収容部を有する固定部材と、前記固定部材に対して移動可能に設けられ、前記第１被接続部品を取付けた可動部材と、により構成され、
前記収容部に前記シングルボードコンピュータを収容した状態で、前記可動部材の移動方向に前記第１接続部品と前記第１被接続部品が対向して設けられることを特徴とするシングルボードコンピュータ用アダプタ。
各々の前記アダプタ本体は同一の外形形状を有し、何れも同じ位置に同一の前記第２接続部品が取付けられることを特徴とする請求項１記載のシングルボードコンピュータ用アダプタ。