(57)【要約】【課題】本発明は、増設するとき順不同で積層できる基板と、組み立てがきわめて容易で、小型化することができ、静電気や雷等のサージに強く、強度が強く、移送時事故が少ない電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の基板１は、基板１の所定位置の第１表面と第２表面にそれぞれ設けられた上コネクタ１１と下コネクタ１０を備え、上コネクタ１１と下コネクタ１０のピン配列が同一に形成され、積層されたとき、対応する上コネクタ１１と下コネクタ１０とが相互に接続されることを特徴とする。本発明の電子機器は、この基板１と増設用ブラケット２からなる増設ユニットが積層されて筐体内に収容、増設するとき基板１の積層順によらず同一動作をすることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器のための電気回路が設けられた基板であって、
該基板の第１表面と第２表面の所定の対向位置にそれぞれ第１コネクタと第２コネクタが設けられ、
前記第１コネクタと前記第２コネクタが相補的な接続構成を有し、
積層される基板間で第１コネクタと第２コネクタが相互に接続されることを特徴とする基板。
【請求項２】
外部ケーブルとの接続を行う第３コネクタが設けられたことを特徴とする請求項１記載の基板。
【請求項３】
所定高さの枠を有すとともに基板を保持する保持部が設けられた枠体を備え、
前記枠の積層方向の第１端面に第１爪部が設けられるとともに、反対方向の第２端面には、前記第１爪部と嵌合する第１係止溝部が設けられ、
積層される枠体間で第１爪部と第１係止溝部とが嵌合してロックされることを特徴とするた増設用ブラケット。
【請求項４】
前記枠体には第２爪部と第２係止溝部とが設けられたことを特徴とする請求項３記載の増設用ブラケット。
【請求項５】
前記基板の接地用パターンと接触するための接片が設けられたスプリングを備え、該スプリングの他の接片が接地用導電板に弾発接触されることを特徴とする請求項３または４記載の増設用ブラケット。
【請求項６】
請求項１または２記載の基板を前記枠体に保持した請求項３〜５のいずれかに記載の増設ユニット。
【請求項７】
請求項６記載の増設ユニットが積層されて筐体内に収容された電子機器であって、増設するとき基板の積層順によらず同一動作をすることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層可能な基板と、基板を積層するための増設用ブラケット、これらから構成される増設ユニット、及び筐体内に増設ユニットを収容した電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電子機器は多数の電子部品、例えば集積回路やその他多数の素子を回路基板上に実装して構成される。中でも構内電話交換機等の筐体構造は、通信が多様化し、通信量も非常に大きくなっており、さらにホテルや企業といった利用関係に応じて、それぞれ必要な機能が異なり、回線量も大きく異なることが多い。従って、構内交換機の筐体構造等では、増設の自在性や小型化、組み立ての容易性が求められている。
【０００３】
ところで、このような従来の電子機器の筐体構造においては回路基板を増設するときには、ベースとなる基板から所定の高さにスペーサを使って取り付けられていた（特許文献１参照）。図６は従来のスペーサによる基板増設の説明図である。１０１はベースとなる基板、１０２は増設用の基板、１０３は基板１０１と基板１０２との間に所定間隔をとって取り付ける真鍮性のスペーサ、１０４はスペーサ１０３を介して基板１０１，１０２を固定するネジである。
【０００４】
この真鍮性のスペーサ１０３は、基板１０１，１０２上に形成されたグランドや電源のパターンを接続し、増設する基板１０２を動作可能にする。しかし、基板１０２を位置合わせして数本のネジ１０４を基板１０１の上下からねじ込む必要があり、組み立ては面倒で、長い組み立て時間を必要とする作業性の悪いものでものであった。
【０００５】
また、機能の異なる基板を共通で挿入可能なスロットを設ける画像記録再生装置等の筐体構造が提案された（特許文献２）。図７は従来の画像記録再生装置等の筐体構造の説明図である。図７に示すように、従来の画像記録再生装置等の筐体構造は、マザーボード１０５上に、（１）標準基板１０７を挿入するための専用スロット１０６と、（２）増設基板１０９を挿入するための接続部を有する共通スロットであるマルチスロット１０８と、（３）外部コネクタと接続する接続基板であり、アナログ信号を処理するアナログ入力インターフェースボード１１０ａを挿入する接続部であるアナログ入力コネクタ１１１ａ及びアナログ出力インターフェースボード１１０ｂを挿入するアナログ出力コネクタ１１１ｂ、とが配置された構造を有している。
【０００６】
マルチスロット１０８は、接続する増設基板１０９の入出力ピンを用途毎に分類し、分類に従って接続部（アナログ入力コネクタ１１１ａ及びアナログ出力コネクタ１１１ｂ）に配列している。マザーボード１０５は、接続部の配列に従って入出力ピンの配列がなされている。所定の増設基板１０９がマルチスロット１０８に挿入されると、入出力ピンは対応するマザーボード１０５上の配列ピンと相互に接続し、信号の伝達を行うことができるようになる。このとき、増設基板１０９の入出力ピンがマルチスロット１０８の接続部の配列と対応してさえいれば、マルチスロット１０８に挿入される基板の種類は限定されない。このため、挿入される基板に応じて異なる機能を持たせることが可能となる。また、基板の種類に報じた専用スロットを多数設ける必要がないため、コンパクトな筐体の設計が可能となるものである。同様に、標準基板１０７の入出力ピンと、専用スロット１０６の接続部にも同様の関係が求められる。
【０００７】
【特許文献１】
実開平４−２３１５９号公報（第１図（ｂ）、第２図、第３図）
【特許文献２】
特開２０００−２３６１８１号公報（第５頁、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように従来の電子機器の回路基板は、増設するとき面倒な作業が長時間必要であり、基板１０１の上に並んで設置するため広いスペースが必要となった。増設の自在性や小型化、組み立ての容易性が求められている。
【０００９】
また、（特許文献２）の筐体構造は、基本的には従来から広く行われているマザーボード１０５に対する側面からの並列挿入方式である。そして、増設基板１０９の入出力ピンをマルチスロット１０８の接続部の配列と対応させて併設する必要があり、標準基板１０７と専用スロット１０６も同様に併設する必要があるものである。従って、アナログ入力インターフェースボード１１０ａとアナログ出力インターフェースボード１１０ｂは、増設基板１０９や標準基板１０７の間に横に併設され、アナログ入力コネクタ１１１ａとアナログ出力コネクタ１１１ｂはマザーボード１０５上にマルチスロット１０８、専用スロット１０６と並んで平面的に配置されることになる。
【００１０】
このため、増設基板１０９、標準基板１０７、アナログ入力インターフェースボード１１０ａ、アナログ出力インターフェースボード１１０ｂは、それぞれバラバラで挿入しなければならない。しかも、各基板は片持ちで挿入するため、支持状態は不安定である上に、ユーザからみれば各コネクタだけが重要であるのにもかかわらず、各コネクタの間に各スロットが存在する複雑な構成で、利用し辛いものであった。その上、組み立てのため増設基板１０９、標準基板１０７やマザーボード１０５を移送するが、このときにこれら基板の置き方、運び方によっては負荷（力）を受け、物理的に破壊されることもあった。さらに、これらの基板を手で触ったりすることもあり、静電気のため電気回路が破壊されることもあった。
【００１１】
そして、この従来の並列挿入方式の筐体構造は、画像記録再生装置やパソコン等の電子機器で適した筐体構造であって、構内電話交換機やネットワーク端末の通信機器のように局と回線を介して通信する場合に必要な雷等のサージ対策等を十分に考慮した筐体構造にはなっていなかった。
【００１２】
そこで、本発明は、増設するとき順不同で積層できる基板を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、組み立てがきわめて容易で、小型化することができ、静電気や雷等のサージに強く、強度が強く、移送時事故が少ない増設用ブラケットを提供することを目的とする。
【００１４】
さらに本発明は、組み立てがきわめて容易で、小型化することができ、静電気や雷等のサージに強く、強度が強く、移送時事故が少ない増設ユニットを提供することを目的とする。
【００１５】
そして本発明は、組み立てがきわめて容易で、小型化することができ、静電気や雷等のサージに強く、強度が強く、移送時事故が少ない電子機器を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の基板は、電子機器のための電気回路が設けられた基板であって、該基板の第１表面と第２表面の所定の対向位置にそれぞれ第１コネクタと第２コネクタが設けられ、第１コネクタと第２コネクタが相補的な接続構成を有し、積層されたとき、他の基板間で第１コネクタと第２コネクタが相互に接続されることを特徴とする。
【００１７】
これにより、増設するとき順不同で積層できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、電子機器のための電気回路が設けられた基板であって、該基板の第１表面と第２表面の所定の対向位置にそれぞれ第１コネクタと第２コネクタが設けられ、第１コネクタと第２コネクタが相補的な接続構成を有し、積層される基板間で第１コネクタと第２コネクタが相互に接続されることを特徴とする基板であり、第１コネクタと第２コネクタの相補的な構成で、ピン配列が同一に形成されているから、積層される基板と基板の間の対応する第１コネクタと第２コネクタが接続可能であり、これによって基板を増設するとき順不同で積層できる。
【００１９】
請求項２の発明は、外部ケーブルとの接続を行う第３コネクタが設けられたことを特徴とする請求項１記載の基板であり、外部ケーブルを接続する第３コネクタを基板ごとに設けることができ、順不同で積層した基板に対して外部ケーブルを自由に接続できる。
【００２０】
請求項３の発明は、所定高さの枠を有すとともに基板を保持する保持部が設けられた枠体を備え、枠の積層方向の第１端面に第１爪部が設けられるとともに、反対方向の第２端面には、第１爪部と嵌合する第１係止溝部が設けられ、積層される枠体間で第１爪部と第１係止溝部とが嵌合してロックされることを特徴とするた増設用ブラケットであり、基板を所定位置に保持するため第１爪部と第１係止溝部とを嵌合するだけでロックされ、組み立てがきわめて容易で、小型化することができる。
【００２１】
請求項４の発明は、枠体には第２爪部と第２係止溝部とが設けられたことを特徴とする請求項３記載の増設用ブラケットであり、第１端面に請求項１爪部のほかに請求項２爪部と第２係止溝部でロックするので安定した積層状態を実現できる。
【００２２】
請求項５の発明は、基板の接地用パターンと接触するための接片が設けられたスプリングを備え、該スプリングの他の接片が接地用導電板に弾発接触されることを特徴とする請求項３または４記載の増設用ブラケットであり、静電気や雷等のサージに強く、移送時事故が少なくなる。
【００２３】
請求項６の発明は、請求項１または２記載の基板を枠体に保持した請求項３〜５のいずれかに記載の増設ユニットであり、増設ユニットを組み立てれば積層順を問題にせずに増設できる。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項６記載の増設ユニットが積層されて筐体内に収容された電子機器であって、増設するとき基板の積層順によらず同一動作をすることを特徴とする電子機器であり、組み立てがきわめて容易で、小型化することができ、静電気や雷等のサージに強く、強度が強く、移送時事故が少ない電子機器を提供することができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜５を用いて説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における増設用ブラケットからなる増設ユニットの分解斜視図、図２は図１の増設ユニットの断面図、図３は本発明の実施の形態１における増設用ブラケットからなる増設ユニットの積層断面図、図４（ａ）は本発明の実施の形態１における電子機器の正面図、図４（ｂ）は（ａ）の電子機器の筐体構造と要部の断面図、図５（ａ）は本発明の実施の形態１における増設ユニットの接続回路図、図５（ｂ）は本発明の実施の形態１におけるＥＭＣスプリングによるサージ回路の接地説明図である。
【００２７】
図１〜３において、１はＩＣや多数の電気素子が実装され電子機器のための電気回路が設けられた基板、２は基板１を保持して積層することで基板増設を可能にするＡＢＳ樹脂等の樹脂からなる増設用ブラケット、２ａは所定高さの枠を有すとともに基板１を保持する枠体、２ｂは増設用ブラケット２の基板１の支持面（本発明の保持部）、２ｃは基板１を挿入し基板固定用爪部２ｄ（後述）と共に基板１を固定するための挿入溝、２ｄは基板固定用爪部、３は基板１と電気回路との接続個所で混入するノイズをバネ弾性によって遮蔽するＥＭＣ（Ｅｏ−Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）スプリング（本発明のスプリング）である。実施の形態１の電子機器は構内電話交換機であり、複数の基板１はそれぞれ対応する増設用ブラケット２に装着される。ＥＭＣスプリング３は第１接片と第２接片からなるＬ字形状に形成されており、この第１接片は、増設用ブラケット２の側面の孔から挿入されて基板１と増設用ブラケット２の支持面２ｂ間で挟持固定され、第２接片は増設用ブラケット２の外側面に当接状態となる。このとき第２接片は増設用ブラケット２の側面から弓形に膨出するように形成されており、バネ弾性によって後述する外部の接地用導電板１５に圧接される。なお、ＥＭＣスプリング３は実施の形態１においては２個設けられている。
【００２８】
４は基板１に設けられ外部ケーブルが挿入されて電気的に接続されるコネクタ（本発明の第３コネクタ）、５は増設用ブラケット２の側面からコネクタ４を挿通されて露出するための開口、６は増設用ブラケット２を積層するときに嵌合される爪部（本発明の第１爪部）、７は爪部６と嵌合する係合溝（本発明の第１係止溝部）である。同様に８は、増設用ブラケット２の開口５と反対側の端部に設けられ、増設用ブラケット２を積層するときにロックするための端部爪部（本発明の第２爪部）、９は端部爪部８と嵌合する端部係合溝（本発明の第２係止溝部）である。また、１０は基板１と基板１との接続を図るための下コネクタ（本発明の第１コネクタ）、１１は基板１と基板１との接続を図るための上コネクタ（本発明の第２コネクタ）である。下コネクタ１０，上コネクタ１１はピン配列がチップセレクト（ＣＳ）や割り込み（ＩＮＴ）等を除き基本的に同一に形成されて、積層するとき対応する下コネクタ１０，上コネクタ１１がピン接続されるように相補的な構成となっている。
【００２９】
実施の形態１においては、基板１は増設用ブラケット２の挿入溝２ｃに端部を挿入され、コネクタ４が開口５を挿通されて増設用ブラケット２に固定される。この状態でＥＭＣスプリング３は基板１と支持面２ｂ間に挟持される。ＥＭＣスプリング３は膨出部分によってバネ作用が付与される。この基板１と増設用ブラケット２から１単位となる増設ユニットが構成される。増設ユニットは下コネクタ１０，上コネクタ１１とＥＭＣスプリング３によって電気的に接続されて利用される。複数だけでなく単独の使用も可能である。
【００３０】
図３はこのような増設ユニットを複数積層した状態を示している。爪部６と係合溝７を嵌合させ、この状態で基板コネクタ１０，１１をピン接続した後、端部爪部８が増設用ブラケット２側面上をスライドされ、端部係合溝９と嵌合される。このような増設ユニットと増設ユニットの嵌合を繰返し、積層状態とすることができる。各増設ユニットは下コネクタ１０，上コネクタ１１で接続され、外部の接地用導電板１５に圧接するためのＥＭＣスプリング３の第２接片が増設用ブラケット２側面から突出される。また、増設用ブラケット２の側面の開口５からコネクタ４が露出される。この組み立てに関してネジ等を使用せずに、爪部６と係合溝７との嵌合、端部爪部８と端部係合溝９との係止により、迅速且つ簡単に組み立てることができる。なお、高品質を保持するためにネジ等を補強として使用することも当然に可能であり、本発明の範囲内である。
【００３１】
続いて、本発明の実施の形態１における電子機器である構内電話交換機の筐体構造の説明を図４（ａ），（ｂ）に基づいて行う。図４（ａ），（ｂ）において、１ａは構内電話交換機の筐体構造のメイン基板、１ｂ，１ｃ，１ｄは構内電話交換機の筐体構造を構成するため増設する増設基板である。３ｂ，３ｃ，３ｄは増設基板１ｂ，１ｃ，１ｄとバネ弾性によって遮蔽するＥＭＣスプリングである。
【００３２】
図４（ａ），（ｂ）に示すように、１０ｂ，１０，１０ｃ，１０ｄは基板間を接続する下コネクタ、１１ａ，１１ｂ，１１，１１ｃ，１１ｄは基板間を接続する上コネクタである。１２は構内電話交換機の筐体構造を収容するベースキャビネット、１３は積層されたメイン基板１ａ，増設基板１ｂ，１ｃ，１ｄを収容したベースキャビネット１２の上部を覆うフロントカバーである。フロントカバー１３はヒンジでベースキャビネット１２に取り付けられており、これを開放し、積層された増設ユニットを分離して取り出すことができる。１４は、増設用ブラケット２側面上に現われたコネクタ４に接続する外部ケーブルを収容するためのケーブルカバーである。１５はＥＭＣスプリング３ｂ，３ｃ，３ｄと接触して接地するための接地用導電板である。接地用導電板１５はベースキャビネット１２に設けられ、フロントカバー１３を開けて上から順に増設ユニットを積層することで、増設基板１ｂ，１ｃ，１ｄの接地回路が接続される。
【００３３】
次に、増設基板１ｂ，１ｃ，１ｄ間の接続を行う下コネクタ１０，上コネクタ１１の接続回路構成の説明を行う。図５において、ＣＮ１が下コネクタ１０、ＣＮ２が上コネクタ１１を示し、ＣＮ１，ＣＮ２内にそれぞれ（２×１６）個のピンが配列されている。ＧＮＤはシグナルグラウンドであり、＋５ｖは５ｖ電源を示している。ＧＮＤは後述する基板１の接地パターンＰに接続される。Ａ０〜Ａ１２は１２本設けられたアドレスバス、Ｄ０〜Ｄ７は８本のデータバスである。また、ＣＳは基板選択線であり、ＩＮＴは割り込み線である。基板選択線ＣＳに選択信号が入力されるとその増設基板１ｂ，１ｃ，１ｄが選択され、次に割り込み線ＩＮＴから割り込み信号が入力されると、その基板からメイン基板１ａに切り換えられる。
【００３４】
図５（ｂ）は、ＥＭＣスプリング３によるサージ吸収の対策を示している。図５（ｂ）のサージ吸収回路に雷等の異常高電圧が印加されたときには、バリスタを通った異常電圧は基板１の接地用パターンＰに導かれ、この接地用パターンＰと接触したＥＭＣスプリング３に電流が流れ、このＥＭＣスプリング３に弾発接触した接地用導電板１５に流れて、最終的に接地される。このようなＥＭＣスプリング３は、基板１とベースキャビネット１２とによりネジを使わず、簡単に装着することができ、雷サージ等により電話回線等を通じてコネクタ４へ流れ込む異常電流が基板１やメイン基板１ａの回路内部へ流れ込む前に、サージ吸収回路から接地用導電板１５、そして接地されている部分（アース）へ異常電流を逃がすことにより接地基板１を確実に保護できるので、基板１の電気回路の破壊を免れさせることができる。
【００３５】
このように、実施の形態１の基板は上下二表面の同一の対向位置に上コネクタと下コネクタが相補的構成で設けられるので、基板を増設するとき順不同で積層できる。実施の形態１の電子機器の構内電話交換機は、増設するときどのような手順で積層しても、基板の積層順によらず同一動作をさせることができる。ネジ等を使わないで組みこみだけであるから、組み立てがきわめて容易で、迅速且つワンタッチで増設でき、小型化することができる。雷等のサージが簡単に対策でき、基板に影響しない。積み重ねても強度が強く、移送するとき基板に触れずに運べるから静電気で基板を破壊することが少ない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の基板によれば、表裏二表面の所定の対向位置に第１コネクタと第２コネクタが相補的な構成で設けられているから、積層される基板と基板の間の対応する第１コネクタと第２コネクタが接続可能であり、これによって基板を増設するとき順不同で積層できる。また、外部ケーブルを接続する第３コネクタを基板ごとに設けることができ、順不同で積層した基板に対して外部ケーブルを自由に接続できる。
【００３７】
本発明の増設用ブラケットによれば、基板を所定位置に保持するため第１爪部と第１係止溝部とを嵌合するだけでロックされ、組み立てがきわめて容易で、小型化することができる。そして第１端面に第１爪部のほかに第２爪部と第２係止溝部でロックするので安定した積層状態を実現できる。
【００３８】
さらに、基板に形成された接地のためのパターンと接触するための接片を有すスプリングを備え、且つ該スプリングが接地用導電板と弾発接触されるから、静電気や雷等のサージに強く、移送時事故が少なくなる。
【００３９】
本発明の増設ユニットによれば、増設ユニットを組み立てれば積層順を問題にせずに増設できる。
【００４０】
本発明の電子機器によれば、増設するとき基板の積層順によらず同一動作をすることができる。組み立てがきわめて容易で、小型化することができ、静電気や雷等のサージに強く、強度が強く、移送時事故が少ない電子機器にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における増設用ブラケットからなる増設ユニットの分解斜視図
【図２】図１の増設ユニットの断面図
【図３】本発明の実施の形態１における増設用ブラケットからなる増設ユニットの積層断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１における電子機器の正面図
（ｂ）（ａ）の電子機器の筐体構造と要部の断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における増設ユニットの接続回路図
（ｂ）本発明の実施の形態１におけるＥＭＣスプリングによるサージ回路の接地説明図
【図６】従来のスペーサによる基板増設の説明図
【図７】従来の画像記録再生装置等の筐体構造の説明図
【符号の説明】
１  基板
２  増設用ブラケット
２ａ  枠体
２ｂ  支持面
２ｃ  挿入溝
２ｄ  基板固定用爪部
３  ＥＭＣスプリング
４  コネクタ
５  開口
６  爪部
７  係合溝
８  端部爪部
９  端部係合溝
１０，１０ａ，１０ｂ，１０，１０ｃ，１０ｄ  下コネクタ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１，１１ｃ，１１ｄ  上コネクタ
１ａ  メイン基板
１ｂ，１ｃ，１ｄ  増設基板
３ｂ，３ｃ，３ｄ  ＥＭＣスプリング
１２  ベースキャビネット
１３  フロントカバー
１４  ケーブルカバー
１５  接地用導電板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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