JPH10178290A - 密な間隔で回路基板を挿入するためのキャビネット - Google Patents

密な間隔で回路基板を挿入するためのキャビネット

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JPH10178290A JP9318335A JP31833597A JPH10178290A JP H10178290 A JPH10178290 A JP H10178290A JP 9318335 A JP9318335 A JP 9318335A JP 31833597 A JP31833597 A JP 31833597A JP H10178290 A JPH10178290 A JP H10178290A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 挿入の方向に対して垂直な最終的な動きによ
って挿入が行われるプリント回路基板の挿入の方法、お
よびそのプリント回路基板アセンブリとキャビネットを
提供する。 【解決手段】 標準プリント回路基板またはその他の電
子カードを収容する保持フレームを、密な間隔で挿入お
よび取り外しを行うように大きさを決め、適合させる。
具体的には、この保持フレームをアクチュエータ・バー
と共に、ガイドと停止機構とを備えたキャビネットと組
み合わせて使用し、最初は水平方向の挿入の動きを生じ
させ、その直後に垂直方向の動きを生じさせ、その間に
カードとキャビネット内の対応するコネクタとの間に電
気接続が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にはそのため
にキャビネットを開かなくても電子回路基板を挿入する
ことができるようにするフレームおよびキャビネット構
成に関する。詳細には、本発明は、プリント基板を第1
の水平方向に挿入し、次に停止機構に突き当たったら第
1の方向に対して垂直に移動させ、それによってエッジ
・コネクタまたは同様のコネクタが適切に対応する対合
コネクタに直接挿入されるようにする、プリント回路基
板を収容するフレームを含む。さらに詳細には、本発明
は、パーソナル・コンピュータまたはその他の電子装置
に付随する電子回路基板を、カバーを1つも外さなくて
も、適切に設計された対合するキャビネットに挿入する
システム、キャビネット、および方法を提供する。本発
明は特に、本明細書に記載のフレームおよび回路基板ア
センブリと共に使用するのに適したケースまたはキャビ
ネットを含む。
【0002】
【従来の技術】長年にわたり、パーソナル・コンピュー
タやその他の電子装置における電子回路基板の挿入と取
外しには、基板をマザーボード上の対合ソケットに直接
差し込むことができるようにするために、それを囲うキ
ャビネットまたはカバーを取り外す必要があった。この
挿入と取り外しの過程はたとえ必要ではあっても時間が
かかり、本質的ではない。
【0003】キャビネットと、装着または取外しする回
路基板との間にもっとも望ましい相対的動きを生じさせ
る機構を設ける試みは他の人々も行ってきたが、失敗し
ている。特に、コネクタに対する回路基板の理想的な動
きは、それによって、たとえばカード・エッジ・コネク
タが接点に伴う水平方向の動きなしに直接挿入されるよ
うに、基板がコネクタを備えた面に対して垂直に移動す
る動きであることがわかるであろう。たとえば、ティー
グノ(Teagno)に対して発行された米国特許第3
869185号では、カム作用に基づく挿入機構が提供
されている。しかし、この構成では接点とコネクタが接
触点で互いに対して非垂直な形で移動することに気づ
く。これは、不要な摩擦が生じ、使用可能なコネクタの
性質を制限するという点で望ましくない。特に、この配
置構成ではピン接続は適合しない。同様に、トレリーベ
ン(Treleaven)に対して発行された米国特許
第5366385号も、基板上の接点とコネクタとの間
の最終的な接続が、(雄または雌の)コネクタをその
(それぞれに対応する雌または雄の)対合コネクタに直
接挿入するのではなく、回転運動によって行われる点で
望ましくない。
【0004】差込み式回路カードを使用する電子装置に
付随する主な問題の1つは、それらのカードを挿入する
ための余地がなければならないという暗黙の必要条件が
あることである。特に、カードをその対合コネクタに対
して垂直に挿入しなければならないという前提条件があ
る。また、一般には、カードを垂直方向に移動させなけ
ればならない距離は少なくとも挿入するカードの高さと
等しいことも前提である。しかし、この前提は、相互接
続のためにコネクタの高さ(最も短いプリント回路基板
方向)しか必要としない本発明で克服される。これは、
PCI、AIB、ISA、EISA、またはMCA標準
に準拠した回路基板に特に当てはまる。本発明は特に、
これらの標準のうちの1つまたは複数の標準に準拠した
電子回路カードを対象とするが、それには限定されず、
特に間隔が密な場合に対合コネクタに直接挿入されるエ
ッジに沿ったコネクタを備えたどのような電子回路基板
にも適用可能である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、特に本発明の保持フレームおよび回路基板アセン
ブリ態様と共に使用可能なキャビネットを提供すること
である。
【0006】本発明の他の目的は、挿入作業中にプリン
ト回路基板を収容する保持フレームを提供することであ
る。
【0007】本発明の他の目的は、一方の側からのアク
セスしかない密な間隔のボリューム内に回路基板を挿入
するシステムを提供することである。
【0008】本発明の他の目的は、電子回路基板の配列
を密にパッケージングし配置するシステムおよび方法を
提供することである。
【0009】本発明の他の目的は、回路基板挿入の方向
に対して垂直な最終的な動きによって挿入が行われる回
路基板挿入のためのシステムを提供することである。
【0010】本発明の他の目的は、密な間隔のプリント
回路基板の挿入と取外しの両方のための方法および配置
構成を提供することである。
【0011】本発明の他の目的は、挿入時の片持ち状態
およびつっかかりに伴う付随的問題のないプリント回路
基板の挿入のための方法を提供することである。
【0012】本発明の他の目的は、特に回路基板の積み
重ねを示す方向に、互いに比較的密接した間隔で配置す
ることができるプリント基板のアレイを提供することで
ある。
【0013】本発明の他の目的は、標準の寸法と接続部
を有する様々なプリント回路基板の保持フレームを提供
することである。
【0014】本発明の他の目的は、いわゆるホットプラ
グ可能技法と組み合わせて、パーソナル・コンピュータ
などの電子装置への容易な挿入と取外しが可能なプリン
ト回路基板を提供することである。
【0015】本発明の他の目的は、プリント回路基板の
給送と挿入に容易に対応する保持フレーム(またはアク
チュエータ・バー組合せ機構あるいはその両方)を提供
することである。
【0016】本発明の他の目的は、マザーとドーターの
両方のプリント回路基板、または非標準寸法を有する回
路基板、あるいはその両方の収容と保持を同時に行う機
構を提供することである。
【0017】最後に、本発明の目的は、挿入の一時点で
水平の移動方向が変化し、その時点から後の移動が最初
の水平移動に対して垂直の方向になる電子回路基板挿入
と、プリント回路基板の取外し時にはこの順序とは逆に
なるこれに対応するシーケンスとのための方法とシステ
ムを提供することであるが、これには限定されない。
【0018】
【課題を解決するための手段】本明細書に記載のキャビ
ネットに関する本発明によると、そのエッジに沿った少
なくとも1つのコネクタを有するプリント回路基板を収
容するフレームが、外側エッジと内側エッジとを有する
側面部を含む。この側面部の中には、側面部の内側エッ
ジから側面部の外側エッジに向かって少なくともある程
度の距離だけ傾斜するような向きになった1つのスロッ
トがある。このスロットは、少なくともその一端が開い
ている。フレームは、側面部の内側エッジから延びてそ
の中に内側に向いた方向に開いている少なくとも1つの
スロットがあるアーム端部で終わる少なくとも2つのア
ームも含む。アーム端部は特に、プリント回路基板をフ
レーム内で外側エッジ部とアーム端部にあるスロットと
の間に収容する機構を備える。このフレーム収容機構
は、複数の異なるプリント回路基板を収容するのに特に
適しており、それらが標準寸法を有する状況で特に有用
である。
【0019】好ましい実施例では、前述のフレーム内の
回路基板の組合せを、側面部の外側エッジが挿入される
ほぼU字形の溝を有するアクチュエータ・バーと共に使
用する。アクチュエータ・バーの溝は、溝の側壁から内
側に延び、フレーム内の角度がつけられたスロットにス
ライド式に挿入されるように配置された少なくとも1つ
のピンまたはその他の突起も有する。アクチュエータ・
バーは、対応するキャビネット・ガイドに挿入される外
側に配置された細長い支持タブも備えていることが好ま
しい。
【0020】作業中、プリント回路基板とフレームとア
クチュエータ・バー・アセンブリとが本発明のキャビネ
ットまたはケース内のスロットに挿入され、その結果、
支持タブが対応するガイド・レール・スロットに入り、
そこからアセンブリが本質的に懸架される。フレーム・
アーム端部は、アセンブリをスロットに誘導するのを助
け、アセンブリの片持ち状またはその他のつっかかる動
きを防ぐ役割も果たすことが好ましい。次にフレームと
回路基板を、停止機構によってそれ以上の水平方向の動
きが阻止されるまでキャビネット・スロットにさらに挿
入する。動きが阻止された時点で、アクチュエータ・バ
ーにかかる内向きの圧力によってフレーム上およびプリ
ント回路基板アセンブリ上のコネクタが水平に対して垂
直の方向に押し進められ、対合電気コネクタに直接挿入
され、その結果、回路基板とその下のマザー・ボードま
たはその他の同様の装置との間に電気接続ができる。
【0021】本発明の好ましい実施例で、保持フレーム
と共に使用するのに特に便利なキャビネットについて説
明する。このキャビネットは床と、(一般に)床に対し
てほぼ並行な天井とを備える。このキャビネットは、床
と天井を互いに対して固定するために床と天井とに取り
付けられた壁面(または必要に応じたその他の手段)も
備える。キャビネットは、キャビネットの床上に直接ま
たは間接的に配置された少なくとも1つの(典型的には
細長い)コネクタも備える。特に、キャビネットの床は
回路相互接続のためのマザー・ボードまたはその他の類
似した装置も備えることができる。さらに、アクチュエ
ータ・バー上の前述の支持タブがガイド内の対応するス
ロットとかみ合うことができるようにキャビネットの天
井部分に少なくとも1つのガイドを配置し、それによっ
てアセンブリがキャビネット・スロットに挿入されると
きにキャビネットが懸架され、誘導されるようにする。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明に関する主題については、
本明細書の特許請求の範囲の部分で具体的に示し、明確
に請求する。しかし、本発明は実施の構成と方法の両方
と、本発明の他の目的および利点に関して、添付図面と
共に以下の説明を参照すれば最もよくわかるであろう。
【0023】本明細書に記載のキャビネット・システム
に関係する発明によると、プリント回路基板30を収容
するフレーム10は、外側エッジと内側エッジとを有す
る側面部14を備える。側面部14は、アクチュエータ
・バー20内の溝を横切って延びる、ピン21aおよび
21bを受け入れる2つのスロット11aおよび11b
を備える。スロット11aおよび11bは傾斜してお
り、側面部14の外側エッジ上で開いている。フレーム
10は、側面部14の内側エッジから延びる少なくとも
2本のアームも備える。これらのアーム15、16、お
よび17は、フレーム10に収容するプリント回路基板
30の幅30に応じた寸法である。アーム延長部15、
16、および17は、それぞれアーム端部11、12、
および13も備えることが好ましく、アーム端部11、
12、および13は回路基板30のエッジを収めるため
のスロット(図1には図示されていない)を備える。フ
レーム10は、回路基板の担体の役割を果たすフレーム
10に容易にパチンとはまる、プリント基板30の長さ
に応じた大きさでもある。また、アーム端部11、1
2、および13は、本発明のアセンブリをケース、キャ
ビネット、パネルまたはその他の電気装置ラック内の対
応するスロットに挿入するときに部分的ガイド部材とし
ても機能することができることに留意されたい。
【0024】このアセンブリは、図のような概略U字形
の溝の形態であることが好ましいアクチュエータ・バー
20も使用することが好ましい。本発明の完成アセンブ
リが対応する装置スロットに挿入される前に、この溝に
フレーム10の側面部14が挿入される。アクチュエー
タ・バー20は、溝を横切って延び、フレーム10の側
面部14内のスロット11aおよび11bに同時に挿入
することができるように配置された、ピン部材21aお
よび21bを備える。アクチュエータ・バー20は、そ
の外側に細長い側面支持タブ22も備える。支持タブ2
2は、以下で具体的に説明し、図3、図4、および図5
に示す、適切に構成されたキャビネット内の対応するガ
イド・スロットに付随する懸架機能も備える。
【0025】本発明の使用中、まず回路基板30を一般
的にはフレーム10にパチンとはめ込む。この時点で
(または好都合であればその前に)、アクチュエータ・
バー20をフレーム10の側面部14にはめ合わさる。
この操作中、ピン21aおよび21bがそれぞれスロッ
ト11aおよび11bに挿入され、アクチュエータ・バ
ー20が、これらのピンがそれぞれのスロットの底部に
くるように配置される。この構成で、アセンブリを電気
システムに挿入する用意ができたことになる。この挿入
とそれに対応する取外し操作について以下に具体的に説
明する。
【0026】アクチュエータ・バー20は金属ピン21
aおよび21bを備えためっき金属溝部材を含むことが
好ましい。本発明のシステムの好ましい態様は、アクチ
ュエータ・バー20内の溝を完全に横切って延びるピン
21aおよび21bを備えるが、溝の側壁から延びる適
切な堅牢度の突起であればどのような突起でも、スロッ
ト11aおよび11bに挿入するために使用することが
でき、主要な必要条件は、それらの突起がそのそれぞれ
のスロットにスライド式に挿入されることである。アク
チュエータ・バー20は金属材料を含むことが好ましい
が、アクチュエータ・バー20はプラスチック、高分子
材料、または適切な堅牢度の複合材料などの材料を含む
こともできることに留意されたい。アクチュエータ・バ
ー20は、アセンブリの挿入を容易にするプッシュ・ア
ーム23も備えることが好ましい。これらと同様に、フ
レーム10も硬質の堅牢な高分子材料を含むことが好ま
しい。
【0027】また、プリント回路基板30は、典型的に
は図の31および31aのようなエッジ・コネクタを備
えるが、どのような特定のプリント回路基板アーキテク
チャまたは設計にも、いかなる点でも限定されないこと
に留意されたい。図1に示す特定の実施例では、回路基
板30は、エッジ・コネクタ31および31aに沿った
列に位置する導電ストリップ状の金属LAN部として図
示されている標準コネクタを備える。実際には、たとえ
ば以前のアーキテクチャ設計とのアーキテクチャ上の互
換性をもたせるために、エッジ・コネクタは任意の好都
合な方式で分割することができる。
【0028】図2に、本発明によるアセンブリの他の実
施例を示す。この実施例には、主プリント回路基板30
の他にフィラー・カード35もある。これらのカードは
両方とも、フレーム10内の所定の位置に容易にパチン
とはめ込まれる。カード35は、短いプリント回路カー
ド30を使用する状況で空間を埋めるものとして機能す
ることに留意されたい。短いプリント回路カード30
は、様々なバス・アーキテクチャに従って図のようなエ
ッジ・コネクタ部31、31a、および31bも備える
ことができる。
【0029】図3に、本発明のキャビネット100に挿
入するフレーム/アクチュエータ・バー/プリント基板
アセンブリを示す。キャビネット100は、このような
カードを収める複数のスロットを備えることが好まし
い。しかし、シングルスロット・キャビネットも除外さ
れない。具体的には、各スロットは、典型的にはマザー
ボードに装着されるコネクタ101を備える(図5の参
照番号110を参照)。キャビネット100は、床と天
井と、床と天井を支え、床と天井をほぼ並行に一定の間
隔をあけた位置関係に維持する側壁とを備える。実際に
は、このキャビネットの本質は、その床と天井のほか、
床と天井を一定の間隔に保持する役割を果たす任意の機
構である。キャビネット100は、キャビネットまたは
ケースの天井に沿って配置されたガイド102も備え
る。ガイド102(典型的には対の形で取り付けられ
る)の中にはアクチュエータ・バー支持タブ22を収め
るスロット103がある。アクチュエータ・バー20上
のこれらのタブ22は、相接するガイド102上のスロ
ット103にスライド式にはめ込まれ、アセンブリを本
質的に懸架し、アセンブリを水平方向に挿入する間にガ
イドする役割を果たす。さらに、アーム端部11、1
2、および13はアセンブリをその下部エッジで誘導す
るような大きさと配置であることが好ましいことに留意
されたい。具体的には、アーム端部11、12、および
13は、マザー・ボード上またはキャビネット100の
床上に配置された下部ガイド104の間にスライドす
る。
【0030】図4は、図3と同様の側面図であるが、ア
センブリをキャビネットに挿入するさらに進んだ段階が
示されている。ただし、図4には特に停止機構または戻
り止め機構105も図示されている。キャビネットにア
センブリを挿入すると、アクチュエータ・バー・タブ2
2が最初に上部ガイド102内のスロット103に係合
する。この後、アセンブリは本質的に懸架され、フレー
ム10が停止機構105に突き当たるまで水平方向にさ
らに挿入される。この時点で、アクチュエータ・バー2
0のプッシュ・アーム23に内側に圧力が加えられる。
スロット11aおよび11b内にピン21aおよび21
bがあることによって、プッシュ・アーム23を介して
推進されると、図5に示すようにアセンブリの動きの方
向が水平から垂直に変わる。この垂直の動きによって、
エッジ・コネクタ31および31aがマザー・ボード1
10上の対応するコネクタ101に挿入される。
【0031】これと逆の方向で、アクチュエータ・バー
20のアーム23を外に引っ張ると、スロット11aお
よび11b内のピン21aおよび21bの動きが、アセ
ンブリを垂直方向に動かすように作用し、したがってエ
ッジ・コネクタがそれに対応する(マザー・ボード)コ
ネクタから取り外される。アクチュエータ・バー20を
さらに外に引き出すと、ガイド102のスロット103
内の支持タブ22がスライド式に動く。このようにし
て、プリント回路基板を含むアセンブリがキャビネット
から引き出される。
【0032】本明細書の図には本発明の好ましい実施例
が図示されているが、本発明の範囲から逸脱することな
く他の変形態様を使用することもできることに留意され
たい。具体的には、本明細書の図では、側面部14に2
つのスロットがあるように図示されているが、1つのみ
のスロットや3つ以上のスロットを使用することもでき
ることに留意されたい。また、傾斜面によって与えられ
る垂直方向の動きの本質にも留意されたい。ちなみに、
向かい合った傾斜面を使用して同じ動きを生じさせるこ
とも可能である。そのような構成では、一方の傾斜面は
フレーム側面部14上にあり、他方の傾斜面はアクチュ
エータ・バー20に組み込まれる。さらに、本明細書の
説明では水平および垂直の方向について言及したが、こ
れらは本明細書では主に便宜上示したに過ぎない。本発
明はすべての向きで実施可能であることを理解された
い。さらに、フレーム部材10内のスロット11aおよ
び11bは側面部14を完全に通って延びているように
図示されていることにも留意されたい。これは、好まし
い実施態様ではあるが、必ずしも必要ではない。さら
に、好ましい実施例では、フレーム部材10は1つの一
体型の成形プラスチックから成る。本明細書の図面に図
示されている対合コネクタは標準PCタイプのエッジ・
コネクタを示していることにも留意されたい。しかし、
どのような適切なコネクタ対構成でも使用することがで
きることに留意されたい。さらに、カード30に雄コネ
クタ部のみが含まれていることも必要ではない。雄と雌
のコネクタ対の任意の合致するセットを使用することが
できる。
【0033】以上の説明から、本明細書で説明し、図1
ないし図5に図示したフレーム・アセンブリ・アクチュ
エータ・バーおよびキャビネット機構によって、本発明
の前述の目的がすべて満たされたことを理解されたい。
特に、パーソナル・コンピュータまたは他の任意の電子
装置、特にラック装着装置のプリント回路基板またはそ
の他の回路カードの挿入と取り外しを格段に容易にする
機構が提供される。挿入と引き抜きは円滑かつ効果的で
あり、プリント回路基板自体にはまったく変更を加えず
にきわめて密な間隔で実現することができる。しかし、
プリント回路基板自体に傾斜付きスロットを直接設ける
ことによって、フレームをなくすことも可能であること
に留意されたい。
【0034】以上、本発明について本発明の特定の好ま
しい実施例に従って詳細に説明したが、当業者なら多く
の修正および変更を加えることができる。したがって、
そのような修正および変更はすべて、本発明の真の精神
および範囲に入るものとして特許請求の範囲の対象であ
るものと意図される。
【0035】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【0036】(1)その中に少なくとも1つのプリント
回路基板を挿入するキャビネットであって、床と、前記
床に対してほぼ並行な天井と、前記床と前記天井とに取
り付けられ、前記床と前記天井とを固定した相対的位置
に保持する壁と、前記床上に配置された少なくとも1つ
の細長いコネクタと、スロットが前記細長いコネクタの
上方にあって前記細長いコネクタと位置合わせされるよ
うに前記天井に配置され、ガイド内の前記スロットが前
記ガイド・スロットに対してほぼ垂直の方向に向いた溝
をその中に含む前記スロットをその中に備えた少なくと
も1つのガイドとを含むキャビネット。 (2)複数のコネクタと、前記細長い電気コネクタのう
ちの他のコネクタに向かい合って配置されたスロットを
備えたガイドとがあることを特徴とする、上記(1)に
記載のキャビネット。 (3)前記床がマザー・ボードを含むことを特徴とす
る、上記(1)に記載のキャビネット。 (4)マザー・ボードが前記床の上に配置され、前記少
なくとも1つの細長い電気コネクタを含むことを特徴と
する、上記(1)に記載のキャビネット。 (5)停止機構をさらに含む上記(1)に記載のキャビ
ネット。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明と共に使用可能なフレーム・アクチュエ
ータ・バーとプリント回路基板アセンブリを示す等角分
解図である。
【図2】フィラー・カードの組込みを具体的に示す図1
と同様の図である。
【図3】プリント回路基板アセンブリの収容に特に適し
た本発明によるキャビネットへのプリント回路基板アセ
ンブリの最初の挿入を示す等角図である。
【図4】挿入の動きが本質的に水平である特定の挿入段
階におけるプリント回路基板アセンブリを示す側面図で
ある。
【図5】回路基板とキャビネット内のコネクタとの間の
電気接続を行う下方への動きに移行する直前の挿入段階
を示す、図4と同様の図である。
【符号の説明】
10 フレーム 11 アーム端部 11a スロット 14 側面部 15 アーム 21 ピン 20 アクチュエータ・バー 22 支持タブ 23 プッシュ・アーム 30 プリント回路基板 31 エッジ・コネクタ 35 フィラー・カード 100 キャビネット 101 コネクタ 105 定式光 110 マザー・ボード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード・フランシス・フュリー アメリカ合衆国12484 ニューヨーク州ス トーン・リッジ ロック・レッジ・レーン 4 (72)発明者 ジョディ・アレン・ヒッキー アメリカ合衆国12538 ニューヨーク州ハ イド・パーク ガーニー・ドライブ 13 (72)発明者 ウェード・ハロルド・ホワイト アメリカ合衆国12538 ニューヨーク州ハ イド・パーク リスター・ドライブ 6

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】その中に少なくとも1つのプリント回路基
    板を挿入するキャビネットであって、 床と、 前記床に対してほぼ並行な天井と、 前記床と前記天井とに取り付けられ、前記床と前記天井
    とを固定した相対的位置に保持する壁と、 前記床上に配置された少なくとも1つの細長いコネクタ
    と、 スロットが前記細長いコネクタの上方にあって前記細長
    いコネクタと位置合わせされるように前記天井に配置さ
    れ、ガイド内の前記スロットが前記ガイド・スロットに
    対してほぼ垂直の方向に向いた溝をその中に含む前記ス
    ロットをその中に備えた少なくとも1つのガイドとを含
    むキャビネット。
  2. 【請求項2】複数のコネクタと、前記細長い電気コネク
    タのうちの他のコネクタに向かい合って配置されたスロ
    ットを備えたガイドとがあることを特徴とする、請求項
    1に記載のキャビネット。
  3. 【請求項3】前記床がマザー・ボードを含むことを特徴
    とする、請求項1に記載のキャビネット。
  4. 【請求項4】マザー・ボードが前記床の上に配置され、
    前記少なくとも1つの細長い電気コネクタを含むことを
    特徴とする、請求項1に記載のキャビネット。
  5. 【請求項5】停止機構をさらに含む請求項1に記載のキ
    ャビネット。
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