(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
上下の対応箇所に、上向きエッジコネクタソケットと下向きエッジコネクタソケットが形成されたボードを備えるユニットであって、前記両エッジコネクタソケットの上方及び下方に開口を有し、前記上向きエッジコネクタソケットに嵌合され、両端にエッジコネクタが設けられたライザーボードが前記上方開口を通って上方に達し、更に前記ユニットの上面及び下面のいずれか一方に、複数の被係合部が形成され、他方面の該複数の被係合部に対応する箇所に同数の爪部材を有する係合部材が設けられ、かつ前記複数の爪部材を同期してスライドさせる操作ボタンを有することを特徴とする電子機器用の増設ユニット。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
マザーボードに増設ユニットを付設する際にはライザーボード(又はライザーカード)を使用することが一般的である。例えば特許文献1に記載された電子機器では、縦方向のライザーボードが収容されたライザーボードユニットの側面に形成された複数のスロットに、拡張ユニット内のボードの一端部に形成されたエッジコネクタを挿入することにより各拡張ユニットをライザーボードに接続している。
【0006】
しかしこの手法では、前記ライザーボードユニットに形成されるスロットの数が予め決められているため、必要とする拡張ユニットの数がスロットの数より少ない場合には、余分なスロットが存在することになり、そのためのスペースが無駄になる。逆に、必要とする拡張ユニットの数がスロットの数より多い場合には、一部の拡張ユニットを接続できずに、要求される機能や性能が得られなくなる。更に、拡張ユニットやマザーボードを横方向に位置するライザーボードユニットに接続する構造であるため、大きなスペースが必要で、装置が大型化する。
【0007】
前述したスロット数の問題点を解決するために、スロットを使用せずに、複数の拡張ユニットを垂直方向にスタックした電子機器が特許文献2に記載されている。この電子機器では、各オプションモジュールとコネクタ設置台間の接続を、凹型コネクタに凸型コネクタを挿入することにより行っている。したがって、オプションモジュールのスペースを予め確保する必要がない。しかし、各オプションモジュールは、その数倍の面積を有する電子機器本体のコネクタ設置台上にスタックされているため、電子機器全体として大きくなっている。また、この電子機器の凹型コネクタと凸型コネクタは、ピンで接続する通常のコネクタ構造であるため、接続する端子の数が増えるに連れて連結力が増加し、簡単に取り外しできなくなるという問題があった。
【0008】
本発明の目的は、装置全体を無駄に大きくすることなく、マザーボードや機能拡張のための任意数の増設ユニットを、確実にスタック接続でき、容易に解除ができる電子機器と、該増設ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決すべく、本発明に係る電子機器(請求項1)は、第1ボードを収容した第1ユニットと、第2ボードを収容した第2ユニットの前記両ボードをライザーボードを介して接続する電子機器
であって、前記第1ユニットと第2ユニットの平面形状が実質的に同一であり、前記ライザーボードの両端部に形成された1対のエッジコネクタの一端を、前記第1ユニットに形成された第1開口を通して該第1ボードの第1エッジコネクタソケットに、及び他端を前記第2ユニットに形成された第2開口を通して該第2ボードに形成された第2エッジコネクタソケットにそれぞれ挿入することにより、前記第1ボードと第2のボードを接続する
電子機器において、前記第1ユニットと前記第2ユニットとの対向面の一方面に、複数の被係合部が形成され、他方面に該複数の被係合部に係合可能な同数の爪部材を有する係合部材が設けられ、前記複数の爪部材を同期してスライドさせる操作ボタンを設置し、該操作ボタンにより、係合している前記各爪部材を前記被係合部から脱離させ、この脱離とともに、前記各爪部材が前記第1ユニットと前記第2ユニットを分離する方向に押圧するよう構成している。
【0010】
(作用)ライザーボードが、第1ユニットに収容された第1ボードと第2ユニットに収容された第2ボードとを垂直方向に接続し、かつ各ユニットの平面形状が実質的に同一であるため、各ユニット以外の部材が該ユニットの水平方向外側に位置することがなく、水平方向の余剰スペースが不要になる。
また、本発明によれば、ライザーボードのエッジコネクタをエッジコネクタソケットに挿入することによってユニット同士を連結する構造なので、ユニット同士を小さい力で簡単に連結することができ、さらに、ユニット同士の連結の解除も小さい力で簡単に行うことができる。
【0011】
本発明は、CPUユニット(メインユニット)とIOユニット(増設ユニット)間、及びIOユニット間の電気的接続に使用できる。従って、第1ユニットがCPUユニット、第2ユニットがIOユニットである場合と、第1及び第2ユニットともIOユニットである場合とがある。又各ユニットは通常水平方向に位置させるが、これに限定されず、各ユニットを垂直方向に位置させたり、斜めに位置させることもできる。この場合にも水平方向あるいは斜め方向の余剰スペースが不要になる。
【0013】
更に、前記第1ユニットと第2ユニットが係合して一体化している際には、爪部材が被係合部に係合して前記第1ユニットと第2ユニットが強固に保持されるとともに、前記ライザーボードの両エッジコネクタは両エッジコネクタソケットを介して両ボードに接続され、両ボードが互いに電気的に接続されている。前記操作ボタンは、前記爪部材と前記被係合部の係合を解除するように設置されていて、この操作ボタンを操作することにより、前記爪部材が反対側の面を押圧し、第1ユニットと第2ユニットが簡単に分離される。その際、複数の爪部材が同期してスライドするので、第1ユニットと第2ユニットを平行な状態のまま分離することができる。
【0014】
請求項
2では、第2ユニットの第2開口の反対側に第3の開口を備えるとともに、該開口が蓋体で閉塞されるよう構成する。
【0015】
(作用)第2ユニットに第3の開口が設けられているので、さらに別のユニットを連結することができる。また、前記第3の開口が蓋体、例えばゴム製等の弾性体で閉塞されるので、開口を使用しない場合には埃などの混入を防止できる。
【0016】
請求項
3は、請求項3の前記第3の開口が形成された第2ユニットには、該開口と同形状の(凹溝)が形成されるよう構成する。
【0017】
(作用)この態様では、開口と同形状の凹部を形成したので、開口を使用する際に蓋体を凹部に取り付けておくことができる。
【0018】
請求項
4では、上下の対応箇所に、上向きエッジコネクタソケットと下向きエッジコネクタソケットが形成されたボードを備えるユニットであって、前記両エッジコネクタソケットの上方及び下方に開口を有し、前記上向きエッジコネクタソケットに嵌合され、両端にエッジコネクタが設けられたライザーボードが前記上方開口を通って上方に達し
、更に前記ユニットの上面及び下面のいずれか一方に、複数の被係合部が形成され、他方面の該複数の被係合部に対応する箇所に同数の爪部材を有する係合部材が設けられ、かつ前記複数の爪部材を同期してスライドさせる操作ボタンを有する電子機器用の増設ユニットが提供される。
【0019】
(作用)この増設ユニットは、請求項1〜3記載の電子機器で使用可能で、前述した作用を有する。
【発明の効果】
【0020】
本発明の電子機器では、第1ユニット(例えばCPUユニット)に収容された第1ボードと第2ユニット(例えばIOユニット)に収容された第2ボードを、ライザーボードを介して電気的に接続できる。その際、各ユニットを必要に応じて連結すれば良いので、装置全体が無駄に大きくなることを防止できる。また、ユニットをライザーボードを介して直接接続する構成であるため、任意数のユニットをスタックして接続することができる。
しかも、爪部材が被係合部に係合して前記第1ユニットと第2ユニットが強固に保持され、かつ操作ボタンを操作することにより、第1ユニットと第2ユニットが簡単に分離される。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下本発明を詳細に説明する。
図1に示すように、電子機器11は主として、上段側のCPUユニット13と、下段側のIOユニット15で構成されている。
図1には、CPUユニット13とIOユニット15が連結された状態が示されており、これらは必要に応じて分離することができる。
【0023】
CPUユニット13は、その筐体がプラスチック等の絶縁性材料で構成されており、筐体の天板17には、多数の放熱用の平行溝19が刻設されている。天板17は、左右両端が下向きに突出しており、それぞれが側壁21a、21bの上端に係合されている。側壁21a、21bの下端は、底板23(
図2参照)に係合されている。さらに筐体の前面側には前板74aが設置され、後面側には後板(不図示)が設置されており、それぞれが天板17と底板23に係合されている。前板74aには多数のインターフェイス77が設けられており、後板にも不図示のインターフェースが設けられている。
【0024】
図2の断面図に示すように、CPUユニット13の内部には第1ボード31が収容されている。第1ボード31はその四隅部分が、天板17の凹み部分17a(
図2に1ヶ所のみ図示、以下同様)と底板23の突出部分23aに挟まれた状態でネジ32によって固定されている。具体的には、天板17の四隅部分に、丸い凹み部分17aが形成されており、その底面に孔が形成されている。底板23の同じ位置には、上方に突出した突起部分23aがあり、その上部にネジ孔が形成される。第1ボード31の四隅部分には、同じ位置に孔31aが形成されている。したがって、底板23の突起部分23aの位置に第1ボード31の孔31aと天板17の凹み部分17aの位置を合わせ、ネジ32を締めこむことによって、天板17、第1ボード31、底板23が同時に固定される。
【0025】
第1ボード31の下面には、下向きのエッジコネクタソケット33が設置されている。底板23には、エッジコネクタソケット33の位置に合わせて、第1開口41が細長く形成されており、その周りには第1ガイド片25が内向き(上向き)に突出して形成されている。第1ガイド片25は、エッジコネクタソケット33に対して隙間を持って配置されており、この隙間に後述の第2ガイド片39が入り込めるようになっている。なお、エッジコネクタソケット33は、一般的な電子部品であり、後述のライザーボード61を差し込むことができ、且つ、差し込まれたライザーボード61が挟持されるようになっている。エッジコネクタソケット33の内側には多数の端子(不図示)が設けられており、この端子がライザーボード61の端子と接触することによって、ライザーボード61と第1ボード31が電気的に接続される。
【0026】
一方、IOユニット15は、CPUユニット13と同様に、筐体がプラスチック等の絶縁性材料で構成されている。筐体は、
図1に示すように、その大きさが平面視でCPUユニット13の筐体とほぼ同じ大きさになっている。また、
図2に示すように、筐体の天板37は、左右両端が下向きに突出しており、それぞれが側壁21c、21dの上端に係合され、その側壁21c、21dの下端は底板43に係合されている。
図4に分解図を示すように、筐体の前面側には前板74bが設置され、後面側には後板74dが設置されており、それぞれが天板37と底板43に係合されている。前板74bと後板74dには多数のインターフェイス77、79が設けられている。
【0027】
筐体の内部には第2ボード51が収容されている。第2ボード51は、その四隅部分が、天板37の凹み部分37aと底板43の突出部分43aに挟まれた状態でネジ52によって固定されている。具体的には、天板37の四隅部分に、丸い凹み部分37aが形成されており、その底面に孔が形成されている。底板43の同じ位置には上方に突出した突出部分43aがあり、その上面にネジ孔が形成される。第2ボード51の四隅部分には、同じ位置に孔51aが形成されている。したがって、底板43の突出部分43aの位置に第2ボード51の孔51aと天板37の凹み部分37aの位置を合わせ、ネジ52を締めこむことによって、天板37、第2ボード51、底板43が同時に固定される。
【0028】
図2に示すように、第2ボード51には、上向きのエッジコネクタソケット57が取り付けられている。エッジコネクタソケット57は、CPUユニット13のエッジコネクタソケット33に対向する位置に配置されている。このエッジコネクタソケット57は、エッジコネクタソケット33と同様、一般的な電子部品であり、後述のライザーボード61を差し込むことができ、且つ、差し込まれたライザーボード61が挟持されるようになっている。エッジコネクタソケット57の内側には多数の端子(不図示)が設けられており、この端子がライザーボード61の端子と接触することによって、ライザーボード61と第2ボード51が電気的に接続される。
【0029】
前述した天板37には、上向きのエッジコネクタソケット57の位置に合わせて第2開口55が細長く形成されている。第2開口55の周囲には、外側(上方)に向けて突出した第2ガイド片39と、内側(下方)に向けて突出した第3ガイド片53が形成されている。第2ガイド片39は、前述したCPUユニット13の第1開口41内に挿入できるような大きさで形成されている。また、第3ガイド片53は、その先端(下端)が第2ボード51に当接するようになっている。
【0030】
第2ボード51には、ライザーボード61が直交した状態で固定されている。ライザーボード61は、その上端及び下端にそれぞれ、第1エッジコネクタ63及び第2エッジコネクタ65(
図3及び
図4参照)が形成されている。第1エッジコネクタ63及び第2エッジコネクタ65は多数の端子を備えたプリント基板の端部であり、それぞれエッジコネクタソケット33、エッジコネクタソケット57に差し込めるようになっている。このように構成されたライザーボード61は、第2エッジコネクタ65をエッジコネクタソケット57に差し込んだ状態で固定されており、第1エッジコネクタ63は第2ガイド片39の上部内側に配置されている。
【0031】
第2ボード51の下面には、下向きのエッジコネクタソケット67が取り付けられている。下向きのエッジコネクタソケット67は、上向きのエッジコネクタソケット57の反対側の位置に配置されており、このエッジコネクタソケット67の位置に合わせて、底板43に第3開口47が形成され、さらにその周囲が上向きに突出して第4ガイド片45が形成されている。この第4ガイド片45は、CPUユニット13の第1ガイド片25と同じ形状で形成されている。したがって、IOユニット15と同一構成の追加IOユニット15´(
図2想像線)の前記IOユニット15の第2ガイド片39との対応箇所に該第2ガイド片と同形状の突出部分があれば、それを前記IOユニット15の第3開口47に差し込むことにより、追加IOユニット15´を前記IOユニット15の下側に接続できる。
【0032】
第3開口47には、ゴム製等の蓋体71が着脱自在に取り付けられ、この蓋体71によって第3開口47が閉塞されている。また、底板43には、開口47と同形状のダミー溝(凹溝)73が形成されており、取り外した蓋体71をダミー溝73に装着できるようになっている。
【0033】
図4に示すように、IOユニット15の天板37には、4個の爪部材81が設けられている。具体的に説明すると、天板37には4個の孔37bが形成されており、この4個の孔37bに内側から爪部材81が挿通した状態に設置されている。爪部材81は、
図5に示すようにバー85と一体的に形成されており、2本のバー85にそれぞれ2個の爪部材81が形成されている。2本のバー85は平行に配置されており、天板37と薄板101aとの間で、長手方向にスライド自在に支持されている。
【0034】
図6に示すように、バー85の端面にはそれぞれ、カム87が配置されている。カム87は回動自在に支持されており、バー85及び操作レバー91に係合されている。操作レバー91はバー85に直交して配置されており、天板37と薄板101b(
図5参照)との間で、長手方向にスライド自在に支持されている。操作レバー91の端部には操作ボタン89が一体的に形成されている。操作レバー91を最も外側(
図6左側)にスライドさせた際に、操作ボタン89が筐体の表面と同一面を成すように構成されている。
【0035】
前述したバー85にはバー用スプリング97が接続されており、操作レバー91にはレバー用スプリング99が接続されている。これらのスプリング97、99によって、バー85及び操作レバー91は、元の状態(すなわち操作ボタン89が筐体の表面と同一面を成す状態)になるように付勢される。この付勢力に抗して操作ボタン89を押圧(
図7矢印参照)すると、操作レバー91が奥側にスライドし、その力がカム87を介して伝達され、2本のバー85が同時にスライドし、4個の爪部材81が同時に
図6上方に同じ量だけ移動する。以下、操作ボタン89を操作した際に爪部材81が移動する方向を前進方向(
図7の右方向)とし、スプリング97、99によって爪部材81が戻る方向を後退方向(
図7の左方向)とする。
【0036】
図7に断面の拡大図を示すように、爪部材81は、バー85から上方に突出して形成されている。爪部材81の上面はテーパー93になっており、後退方向になるほど高く形成されている。また、爪部材81の上部は後退方向に突出し、後端部95が形成されている。
一方、CPUユニット13の底板23には、凹部82が形成されている。凹部82は爪部材81の位置に応じて4ヶ所に形成されている。また、凹部82の内部には突起83が形成されており、爪部材81が後退した際に後端部95が係合するようになっている。さらに、凹部82の内部には、テーパー84が形成されており、爪部材81が前進した際に爪部材81のテーパー93がテーパー84に当接するようになっている。
【0037】
上述したように、4個の爪部材81は、同じ形状に形成され、且つ、操作ボタン89を操作した際に同じ方向に同じ量だけ同時に移動するように構成されている。そして、4個の爪部材81が移動する際に4個の爪部材81のテーパー93がCPUユニット13側の4個のテーパー84に同時に当接し、CPUユニット13を同時に上方に押圧する。したがって、CPUユニット13はIOユニット15に対して平行状態を保ったまま上方(分離方向)に移動し、両者が分離される。一方、4個の爪部材81が後退方向に移動した場合には、4個の爪部材81の後端部95が凹部82の突起83に係合し、CPUユニット13がIOユニット15に強固に固定される。
【0038】
前述の構成を有する本実施例の電子機器の組立て及び分解について説明する。
【0039】
組立てる前、CPUユニット13はIOユニット15とは分離されており、ライザーボード61はIOユニット15側に固定されている。これらの部材の組み立ては、まず、CPUユニット13とIOユニット15とを重ねる。その際、IOユニット15の天板37の上にCPUユニット13の底板23を重ねてもよいし、逆さにして配置したCPUユニット13の底板23の上に、逆さにしたIOユニット15の天板37を重ねてもよい。両者を重ねる際、CPUユニット13とIOユニット15は同一の平面形状なので、側面の位置を合わせる。そして、IOユニット15の第2ガイド片39をCPUユニット13の第1開口41に挿入した状態で、CPUユニット13をIOユニット15側に(或いはIOユニット15をCPUユニット13側に)押圧する。これにより、ライザーボード61の第1エッジコネクタ63がCPUユニット13のエッジコネクタソケット33に挿入され、両者が電気的に接続される。その際、爪部材81は、スプリング97、99によって凹部82内を移動し、
図7の実線で示す位置に自動的に配置される。
詳しくは、CPUユニット13をIOユニット15上に重ねると、
図7仮想線位置にある爪部材81のテーパー93がPUユニット13の底板23のテーパー84に当接し押圧されて、凹部82内を後退し(
図7左方向に移動し)、爪部材81の後端部95が凹部82の突起83に係合するので、CPUユニット13がIOユニット15に強固に連結される。
【0040】
連結した状態では、操作ボタン89が、IOユニット15の側壁21aと同一面を形成するため、目視により連結状態を確認することができる。逆に、操作ボタン89が側壁21aと同一面を形成していない場合(すなわち、操作ボタン89が側壁21aよりも内側に入り込んでいる場合)には、このずれを目視で確認することにより、両者の連結が不完全であることを把握することができる。
【0041】
CPUユニット13とIOユニット15の連結を解除するには、操作ボタン89を押圧する。この操作によって、4個の爪部材81が後退方向に同時に同じ量だけ移動し、爪部材81のテーパー93が、CPUユニット13側の4個のテーパー84を同時に押圧する。これにより、CPUユニット13がIOユニット15に対して平行状態を保ったまま上方に押し上げられる。したがって、ライザーボード61の第1エッジコネクタ63がエッジコネクタソケット33から引き抜かれ、CPUユニット13がIOユニット15から分離される。
【0042】
このように本実施の形態によれば、操作ボタン89を操作するだけで簡単に、且つ、小さな力でCPUユニット13とIOユニット15を分離することができる。その際、CPUユニット13がIOユニット15に対して平行状態を保ったまま分離するので、連結部分を損傷することなく、安全に分離することができる。すなわち、従来のようにピン構造のコネクタを用いて連結した場合には、ピンの数が増えるにつれて連結力が増加し、分離操作時に損傷するおそれがあったが、本実施の形態では、平行状態を保ったまま分離させることができるので、安全に分離させることができる。
【0043】
なお、上述した実施形態では、ライザーボード61をIOユニット15側に固定したが、これに限定するものではなく、CPUユニット13側に固定するようにしてもよい。また、どちらにも固定せず、連結時にCPUユニット13のソケット33とIOユニット15のソケット67の両方に差し込むようにしてもよい。
【0044】
また、上述した実施形態は、CPUユニット13に単一個のIOユニット15を接続する例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、2以上のIOユニットを接続することもできる。たとえば、
図2に想像線で示すように、IOユニット15と同一構成の追加IOユニット15´を使用し、この追加IOユニット15´をIOユニット15に接続してもよい。その場合、まずIOユニット15の底板43に嵌合された蓋体71を外し、底板43のダミー溝73に装着する。次いで、IOユニット15の第3開口47に追加IOユニット15´の第2ガイド片(不図示)を差し込み、追加IOユニット15´のライザーボード61´の上端を、IOユニット15のエッジコネクタソケット67に挿入する。これにより、IOユニットと追加IOユニット15´が連結される。この連結を解除する場合には、追加IOユニット15´の操作ボタン(不図示)を操作することによって簡単に分離することができる。
【課題】装置全体が無駄に大きくなることがなく、マザーボード(CPUユニット)や機能拡張のための任意数の増設ユニット(IOユニット)を、確実にスタック接続でき、容易に解除ができる電子機器を提供する。
【解決手段】ライザーボード61の両端部に形成された1対のエッジコネクタ63、65を、CPUユニット13の第1ボード31に設けられたエッジコネクタソケット33と、CPUユニット15の第2ボード51に設けられたエッジコネクタソケット57にそれぞれ挿入することにより、CPUユニット13とIOユニット15が連結され、第1ボード31と第2ボード51がライザーボード61を介して電気的に接続される。