(57)【要約】【課題】  第１基板を接続方向に押圧することで、第１基板を過度に撓み変形させることなく、第２基板に突設させた基板側コネクタをマザー側コネクタに接続することができる情報処理装置を提供することを課題とする。【解決手段】  第１基板１１と第２基板１２との間に介設され、第１基板１１と第２基板１２とを連結する複数のスペーサ１３と、複数のスペーサ１３から離間して第２基板１２の裏面に突設されると共に、マザーボード２００のマザー側コネクタ２０２に対し、第１、第２両基板１１，１２に直交する接続方向から接続される基板側コネクタ１４と、基板側コネクタ１４の表側に位置して第１基板１１および第２基板１２との間に介設され、第１基板１１の接続方向への押圧力を第２基板１２を介して基板側コネクタ１４に伝えると共に、少なくともその表裏両面が絶縁性を有する変形防止ブロック１５とを備えた。【選択図】  図３
2005267548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行に対向して配設され、それぞれが回路および素子を形成した第１基板およびその裏側に位置する第２基板と、
前記第１基板と前記第２基板との間に介設され、前記第１基板と前記第２基板とを連結する複数のスペーサと、
前記複数のスペーサから離間して前記第２基板の裏面に突設されると共に、マザーボードのマザー側コネクタに対し、前記第１、第２両基板に直交する接続方向から接続される基板側コネクタと、
前記基板側コネクタの表側に位置して前記第１基板および前記第２基板との間に介設され、前記第１基板の前記接続方向への押圧力を前記第２基板を介して前記基板側コネクタに伝えると共に、少なくともその表裏両面が絶縁性を有する変形防止ブロックと、
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記第１基板および前記第２基板は、中間コネクタにより接続され、
前記中間コネクタは、前記第１基板および前記第２基板の一の辺に沿って配設されると共に、前記基板側コネクタは、前記一の辺とは異なる他の辺に沿って配設されていることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記変形防止ブロックは、その表面を前記第１基板に、且つその裏面を前記第２基板にそれぞれ接着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記変形防止ブロックは、絶縁材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記変形防止ブロックは、弾性材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記変形防止ブロックは、ポリウレタン樹脂で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の操作パネル等の電子機器のマザーボードに装着される情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＰＵ、ＲＯＭ・ＲＡＭ等のメモリおよび周辺回路を基板上に実装すると共に、工作機械の操作パネル等の電子機器のマザーボードに装着される情報処理装置、いわゆるカード型パーソナルコンピュータ（カードＰＣ）が知られている。そして、マザーボード上の狭いスペースに対応してコンパクトに構成すべく、第１の基板および第２の基板と、両基板間に介設され両基板を接続固定するスペーサとを備え、第１の基板にメモリを実装し、第２の基板にＣＰＵを実装したカードＰＣが考えられている（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３４４０４５号公報
【０００３】
このようなカードＰＣは、第２の基板の裏面に配設された基板側コネクタ（雄コネクタ）に、マザーボードに配設されたマザー側コネクタ（雌コネクタ）を接続することで、マザーボードに電気的に接続される。また、マザーボードにおいては、カードＰＣを装着するスペースの周辺に、周辺装置接続用のコネクタ類やコンデンサ等の実装部品が高密度に実装されている。したがって、カードＰＣをマザーボードに装着するときは、第１の基板との間隔が狭い第２の基板の表面を指等で押圧して基板側コネクタに裏側向きの力を加えることが困難であるため、第１の基板の表面を押圧して基板側コネクタに裏側向きの力を加えることとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のように複数のスペーサにより接続固定された第１の基板および第２の基板を備えたカードＰＣでは、基板側コネクタ周辺部の導体パターンが高密度に形成されていることから、複数のスペーサを基板側コネクタが配設された位置に介設させることが困難である。そのため、基板側コネクタは、複数のスペーサから離れて位置することとなり、基板側コネクタをマザー側コネクタに嵌合接続する際、複数のスペーサ間（スペーサの存在しない部分）において第１の基板を表側から押圧することとなるため、第１の基板を表側から押圧した力が第１の基板の撓みにより吸収され基板側コネクタに十分に伝わらず、基板側コネクタとマザー側コネクタとを適切に嵌合させることができなかった。さらに、第１の基板を強く押圧すると、第１の基板に撓み変形が生ずるため、第１の基板に形成された導体パターンが切断してしまうおそれがあった。
【０００５】
本発明は、第１基板を接続方向に押圧することで、第１基板を過度に撓み変形させることなく、第２基板に突設させた基板側コネクタをマザー側コネクタに接続することができる情報処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の情報処理装置は、略平行に対向して配設され、それぞれが回路および素子を形成した第１基板およびその裏側に位置する第２基板と、第１基板と第２基板との間に介設され、第１基板と第２基板とを連結する複数のスペーサと、複数のスペーサから離間して第２基板の裏面に突設されると共に、マザーボードのマザー側コネクタに対し、第１、第２両基板に直交する接続方向から接続される基板側コネクタと、基板側コネクタの表側に位置して第１基板および第２基板との間に介設され、第１基板の接続方向への押圧力を第２基板を介して基板側コネクタに伝えると共に、少なくともその表裏両面が絶縁性を有する変形防止ブロックと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、変形防止ブロックが第１基板および第２基板との間に介設されているため、複数のスペーサ間において第１の基板を接続方向へ押圧すると、その力は変形防止ブロックおよび第２基板を介して基板側コネクタに伝わるため、基板側コネクタをマザー側コネクタに適切に接続させることができる。さらに、変形防止ブロックによりスペーサの存在しない部分が支持されているため、第１基板が過度に撓み変形してしまうのを防止することができる。
なお、変形防止ブロックは、第１基板および第２基板との間に隙間なく介設されていることが好ましいが、第１基板および第２基板のいずれかとわずかに離間していてもよい。
【０００８】
この場合、第１基板および第２基板は、中間コネクタにより接続され、中間コネクタは、第１基板および第２基板の一の辺に沿って配設されると共に、基板側コネクタは、一の辺とは異なる他の辺に沿って配設されていることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、中間コネクタと基板側コネクタとが互いに異なる辺に沿って配設されているため、中間コネクタを介して第１基板および第２基板間に流れる信号と、基板側コネクタを介して第２基板およびマザーボード間に流れる信号とを互いに異なるものにすることができる。
なお、中間コネクタは、直接接続していてもよく、フレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）を介して接続していてもよい。
【００１０】
これらの場合、変形防止ブロックは、その表面を第１基板に、且つその裏面を第２基板にそれぞれ接着されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、マザーボードに装着された情報処理装置に対し、第１基板を保持して接続方向とは逆向き（脱離方向）の力を加えると、第１基板と変形防止ブロックとが接着していることで、第１基板に加えた力を変形防止ブロックに伝えることができ、さらに変形防止ブロックと第２基板とが接着していることで、変形防止ブロックに伝わった力を第２基板を介して基板側コネクタに伝えることができる。したがって、情報処理装置をマザーボードから容易に外すことができる。
なお、変形防止ブロックを第１基板および第２基板にそれぞれ接着させる手段として、例えば両面テープを用いることができる。この場合、両面テープの基材は、絶縁性を維持するように吸湿性の低い材質で構成することが好ましい。
【００１２】
これらの場合、変形防止ブロックは、絶縁材で構成されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、変形防止ブロックの表裏を絶縁処理することなく、変形防止ブロックを導体パターンが高密度で形成された基板側コネクタの表側に配設することができる。
【００１４】
これらの場合、変形防止ブロックは、弾性材で構成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、変形防止ブロックの寸法公差にばらつきがあっても、第１基板の接続方向への押圧力を第２基板を介して基板側コネクタに伝えることができる程度に、変形防止ブロックを第１基板と第２基板との間に介設させることができる。
【００１６】
この場合、変形防止ブロックは、ポリウレタン樹脂で構成されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、変形防止ブロックは絶縁材で構成されると共に、弾性を有することから、変形防止ブロックに対し特別な絶縁処理を行う必要がないと共に、変形防止ブロックの寸法公差のばらつきを吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照して、本発明に係る情報処理装置の実施形態について説明する。この情報処理装置は、ＣＰＵ、メモリ類等の電子部品を基板上に実装すると共に、工作機械の操作パネル等の電子機器のマザーボードに装着されるものである。そこで、まず、情報処理装置を装着可能に設計されたマザーボードについて簡単に説明する。
【００１９】
図１に示すように、マザーボード２００は、ＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate
）樹脂製のマザー基板２０１上に、情報処理装置１装着用の一対のマザー側コネクタ２０２（２８０ピン雌コネクタ）が配設されていると共に、情報処理装置１（図３参照）が装着される装着スペース２０３の周辺には、ＰＣＩバス２１３（ＰＣＩカード、後述する）を装着するＰＣＩバススロット２０４ａ、電源コネクタ２０４ｂ、ＦＤＤ２２１（後述する）に接続されたＦＤＤコネクタ２０４ｃ（２０ピン雌コネクタ）等の周辺装置接続用のコネクタ類２０４、および抵抗やコンデンサ等の各種実装部品２０５が高密度に実装されている。そして、これらは、互いに導体パターン（図示省略）により電気的に接続されている。
【００２０】
一対のマザー側コネクタ２０２は、それぞれが１４０ピンを有する雌コネクタで構成されており、情報処理装置１の一対の基板側コネクタ１４（後述する）が直接接続される部位となる。そのため、詳細は後述するが、基板側コネクタ１４とマザー側コネクタ２０２とを接続することで、情報処理装置１に実装されたＣＰＵ１０１（後述する）等の電子部品と、マザーボード２００に実装された各種バスや周辺装置とが電気的に接続される。
また、ＦＤＤコネクタ２０４ｃは、２０ピンを有する雌コネクタで構成されており、情報処理装置１の外部コネクタ１６（後述する）がフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）を介して接続される部位となる。
【００２１】
次に、本発明に係る情報処理装置１について詳細に説明する。まず、情報処理装置１の基本構成について説明する。図２のブロック図に示すように、情報処理装置１は、システム全体を制御するＣＰＵ１０１と、ＣＰＵ１０１で実行されるプログラムやデータを記憶するメインメモリ１０２（ＳＤＲＡＭ）と、ＣＲＴ２１１やＴＦＴ２１２への表示処理を制御するＧＭＣＨ１０３と、ＰＣＩバス２１３、ＵＳＢ２１４、ＩＤＥバス２１５等の各種バスが接続するＩＣＨ１０４と、ＰＣＩバス２１３とＩＳＡバス２１６（Limited ISA）とを接続するＰＣＩ−ＩＳＡブリッジ１０５と、シリアルインタフェース２１７、パラレルインタフェース２１８、キーボード２１９、マウス２２０、ＦＤＤ２２１等の周辺装置を制御するプログラムを記憶したＢＩＯＳ１０６と、これら周辺装置への入出力を制御するＩ／Ｏコントローラ１０７とを備え、これらは互いにバスを介して接続されている。さらに、出力電圧を一定に制御する電圧レギュレータ１０８を備えている。
【００２２】
ＣＰＵ１０１やメインメモリ１０２等の各電子部品は、後述する基板側コネクタ１４およびこれに接続する上記のマザー側コネクタ２０２を介して、上記のＰＣＩバス２１３やＩＳＡバス２１６等と接続される。ただし、ＦＤＤ２２１に対しては、後述する外部コネクタ１６およびこれに電気的に接続する上記のＦＤＤコネクタ２０４ｃを介して接続される。
【００２３】
続いて、情報処理装置１の機械的構成について説明する。図３に示すように、情報処理装置１は、略平行に対向して配設され、それぞれ回路および素子を形成した第１基板１１およびその裏側（同図(ｂ）では下側）に位置する第２基板１２と、第１基板１１と第２基板１２との間に間隙（例えば略１０ｍｍ）を存して介設され、第１基板１１と第２基板１２とを角部（四隅）において連結する複数（４個）の金属製のスペーサ１３と、複数のスペーサ１３から離間して、第２基板１２の一方の長辺に沿ってその裏面に突設された一対の基板側コネクタ１４と、一対の基板側コネクタ１４の表側に位置して第１基板１１および第２基板１２との間に介設された変形防止ブロック１５とを備えており、基板側コネクタ１４を上記のマザー側コネクタ２０２に接続することで、マザーボード２００に装着される。また、第２基板１２の裏面には、その一方の短辺に沿って外部コネクタ１６が外向きに配設されている。さらに、第１基板１１の表側には、第１基板１１の略３分の２面積を覆うように配設された金属製の放熱板１７を備えている。
【００２４】
第１基板１１および第２基板１２は、ガラス布等を基材とし、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の弾性を有する樹脂等で構成された多層プリント配線基板であって、上記のＣＰＵ１０１等の電子部品がピン挿入実装技術（Through-hole Mount Technology）により実装されると共に、導体パターン（図示省略）が形成されている。なお、ＣＰＵ１０１等の電子部品は、表面実装技術（Surface Mount Technology）により実装されていてもよい。
なお、第２基板１２の表面には、変形防止ブロック１５を配設する位置を示す位置決め線（図示省略）がシルク印刷により形成されている。
【００２５】
第１基板１１と第２基板１２とは、上記の基板側コネクタ１４が突設された第２基板１２の辺と対向する辺に沿って配設された中間コネクタ１８（ピンコネクタ）によって電気的に接続されている。これによれば、中間コネクタ１８と基板側コネクタ１４とが互いに異なる辺に沿って配設されているため、中間コネクタ１８を介して第１基板１１および第２基板１２間に流れる信号と、基板側コネクタ１４を介して第２基板１２および上記のマザーボード２００間に流れる信号とを互いに異なるものにすることができる。例えば、第１・第２両基板１１，１２間には、内部に実装された電子部品を制御する信号を流し、第２基板１２およびマザーボード２００間には、ＰＣＩバス２１３のデータに関する信号を流すことが可能である。
なお、中間コネクタ１８は、互いに直接接続しているが、ＦＦＣ等を介して間接的に接続していてもよい。
【００２６】
一対の基板側コネクタ１４は、それぞれが１４０ピンを有する雄コネクタで構成されており、上述したＣＰＵ１０１やメインメモリ１０２等の各電子部品と導体パターンにより電気的に接続されている。そして、詳細は後述するが、第１基板１１および第２基板１２に直交する接続方向（図４の矢印方向）に第１基板１１を押圧して、マザー側コネクタ２０２に対し基板側コネクタ１４をその接続方向から直接接続することで、情報処理装置１がマザーボード２００に装着される。
【００２７】
一方、外部コネクタ１６は、２０ピンを有する雌コネクタで構成されており、基板側コネクタ１４と同様に各電子部品と導体パターンにより電気的に接続されている。そして、ＦＤＤ２２１を使用する場合には、外部コネクタ１６と上記のＦＤＤコネクタ２０４ｃとをＦＣＣを介して接続する。
【００２８】
複数のスペーサ１３は、一対の基板側コネクタ１４、外部コネクタ１６および中間コネクタ１８の周辺には導体パターンが高密度で形成されていることから、それらのコネクタを逃げるようにして、第１基板１１および第２基板１２の角部（四隅）に位置して第１、第２両基板１１，１２にそれぞれ螺着し、両基板１１，１２を連結している。
【００２９】
放熱板１７は、第１基板１１に螺着されると共に、第１基板１１との間には、シリコン・オイル製の接着剤、導熱ゴム等の熱伝導部材（図示省略）が介挿されており、第１基板１１および第２基板１２に実装されたＣＰＵ１０１等から生じた熱を放熱するようになっている。なお、放熱板１７は、冷却ファンと組み合わせて用いてもよい。
【００３０】
変形防止ブロック１５は、基板側コネクタ１４とマザー側コネクタ２０２とを接続するとき、第１基板１１の接続方向への押圧力を第２基板１２を介して基板側コネクタ１４に伝えるものであって、ポリウレタン樹脂で構成されており、弾性および絶縁性を有している。そのため、変形防止ブロック１５は第１基板１１と第２基板１２との離間距離（例えば略１０ｍｍ）と略同一の厚さを有するように製造されるが、上記の構成によれば、変形防止ブロック１５の寸法公差にばらつきがあっても、第１基板１１の接続方向への押圧力を第２基板１２を介して基板側コネクタ１４に伝えることができる程度に、第１基板１１および第２基板１２との間に介設させることができる。また、変形防止ブロック１５の表裏を絶縁処理しなくとも、第１基板１１および第２基板１２間を短絡することなく、変形防止ブロック１５を導体パターンが高密度で形成された基板側コネクタ１４の表側に配設することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、変形防止ブロック１５は、第１基板１１および第２基板１２との間に隙間なく介設されているが、第１基板１１の接続方向への押圧力を第２基板１２を介して基板側コネクタ１４に伝えることができる程度に、第１基板１１および第２基板１２のいずれかとわずかに離間していてもよい。また、変形防止ブロック１５は、発泡ポリスチレン等の他の樹脂や、ブチルゴム等の合成ゴムで構成されていてもよい。
【００３２】
また、変形防止ブロック１５は、その表裏において、第１基板１１および第２基板１２とそれぞれ両面テープ（図示省略）によって接着されている。これによれば、情報処理装置１をマザーボード２００から外すとき、第１基板１１を保持して接続方向とは逆向きの脱離方向の力を加えることで、第１基板１１に加えた脱離方向の力が変形防止ブロック１５に伝わり、さらに変形防止ブロック１５に伝わった脱離方向の力が第２基板１２を介して基板側コネクタ１４に伝わる。したがって、第１基板１１を保持して情報処理装置１を引き抜くようにするだけで、情報処理装置１をマザーボード２００から外すことができる。なお、両面テープの基材には、絶縁性を維持するようにポリエステル等の吸湿性の低い材質を用いることが好ましい。
さらに、上述したように第２基板１２の表面には位置決め線が形成されているので、作業者は、変形防止ブロック１５を第２基板１２の表面に精度良く配設することができる。なお、変形防止ブロック１５は、一対の基板側コネクタ１４に対して、平面視中央に配設することが好ましい（図３（ａ）参照）。
【００３３】
なお、変形防止ブロック１５は、第１基板１１および第２基板１２の実装スペースを確保するためには小さくすることが好ましいが、第１基板１１を接続方向に押圧したときに過度に撓むことのないよう、ある程度の大きさを有していることが好ましい。本実施形態では、変形防止ブロック１５の長手方向の寸法は、基板側コネクタ１４の長手方向の寸法の略２分の１（例えば略４０ｍｍ）であり、変形防止ブロック１５の厚さ方向の寸法は、一対の基板側コネクタ１４の厚さ方向の各中心位置の離間距離と略同一（例えば略１０ｍｍ）である（図３（ａ）および図４参照）。
また、変形防止ブロック１５は、円柱、三角柱等の他の形状であってもよく、また、複数個を互いに離間して配設してもよい。
【００３４】
ここで、図４を参照して、第１基板１１を接続方向に押圧して基板側コネクタ１４をマザー側コネクタ２０２に接続する場合に、変形防止ブロック１５が果たす機能について説明する。マザーボード２００には、上述したように装着スペース２０３の周辺には、コネクタ類２０４や実装部品２０５が高密度に実装されているため（図１参照）、作業者は、装着スペース２０３に対し、マザーボード２００に平行な方向からアプローチすることができず、マザーボード２００に垂直な方向（情報処理装置１の接続方向）のみからアプローチ可能である。そのため、作業者は、基板側コネクタ１４をマザー側コネクタ２０２に接続するとき、第１基板１１と第２基板１２との間に指先等を入れ、第２基板１２を介して基板側コネクタ１４を接続方向に押圧することができず、第１基板１１を介して基板側コネクタ１４を接続方向に押圧することとなる。このとき、変形防止ブロック１５が第１基板１１および第２基板１２との間に介設されているため、第１基板１１に加えられた接続方向の力は、変形防止ブロック１５および第２基板１２を介して基板側コネクタ１４に伝えられる。したがって、基板側コネクタ１４をマザー側コネクタ２０２に適切に接続させることができる。
【００３５】
また、変形防止ブロック１５により、スペーサ１３から離間した部分が支持されているため、変形防止ブロック１５の表側の位置において、すなわちスペーサから離間した部分において第１基板１１を押圧しても、第１基板１１が過度に撓み変形してしまうのを防止することができる。したがって、第１基板１１に形成された導体パターンが切断してしまうおそれがない。
【００３６】
なお、本実施形態では、情報処理装置１は２枚の基板１１，１２を略平行に配設したものであるが、３枚以上の基板を略平行に配設したものでもよい。この場合、表側からｎ番目の基板と（ｎ＋１）番目の基板とを接続する中間コネクタを一方の長辺に沿って配設し、表側から（ｎ＋１）番目の基板と（ｎ＋２）番目の基板とを接続する中間コネクタを他方の長辺に沿って配設すること、すなわち、表裏方向に隣接する基板同士を接続する中間コネクタを千鳥状に配設することが好ましく、これによれば、表側からｎ番目の基板および（ｎ＋１）番目の基板間を流れる信号と、表側から（ｎ＋１）番目の基板および（ｎ＋２）番目の基板間を流れる信号とを異なるものにすることができる。そして、このとき、表裏方向に隣接する各基板間には、中間コネクタに対向する長辺に沿って、千鳥状に変形防止ブロックを配設することが好ましい。
【００３７】
以上のように、実施形態の情報処理装置１によれば、第１基板１１を接続方向に押圧することで、第１基板１１を過度に撓み変形させることなく、第２基板１２に突設させた基板側コネクタ１４をマザー側コネクタ２０２に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態に係るマザーボードの平面図である。
【図２】実施形態に係る情報処理装置の基本構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は実施形態に係る情報処理装置の底面図、（ｂ）はその正面図である。
【図４】実施形態に係る情報処理装置がマザーボードに装着される状態を模式的に表す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…情報処理装置  １１…第１基板  １２…第２基板  １３…スペーサ  １４…基板側コネクタ  １５…変形防止ブロック  １８…中間コネクタ  ２００…マザーボード  ２０２…マザー側コネクタ
【図１】
2005267548.tif 000003
【図２】
2005267548.tif 000004
【図３】
2005267548.tif 000005
【図４】
2005267548.tif 000006