(57)【要約】【課題】厳しい環境でのＰＣ１０４回路カードの作動性を維持する。【解決手段】  ハウジング１０４、前面部１０２、コネクタ端子１０６及び上カバー１３０を有する回路カード用シャシ１００が開示されている。ハウジング１０４はその下側に空流スロット１５０を有しており、上カバー１３０は本質的には開いた状態であり、これらの組み合わせが、上から下への（あるいは逆の）強制対流空気の流れによる回路カードの冷却を可能にする。コネクタ端子１０６は整合ピン１２０を有しており、アクセス困難な場所でのシャシ１００の係合を補助する。ステンレス製の固定ロッド１３８、スペーサ１４０及びスペーサブラケット１３６は回路カードを定位置に保持し、衝撃、振動等の悪影響から守る。前面部１０２はジャックタイプスクリュー１１６を有しており、コネクタ端子１０６の２００本以上のＩ／Ｏピン１２４が受領ユニットへ容易に押し入れられるように充分な圧力を提供する。
2006507687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路カード用シャシであって、
ハウジングと、
該ハウジングに取り付けられた上カバーと、
前記ハウジングの前端に取り付けられた前面部と、
前記ハウジングの後端に取り付けられたコネクタ端子と、
第１端部で前記前面部に、第２端部で前記コネクタ端子へ接続されたステンレス製固定ロッドと、
前記固定ロッドに設けられた１あるいは複数のステンレス製スペーサと、
前記固定ロッドに設けられた１あるいは複数のステンレス製固定ブラケットと、
を含んでおり、
前記前面部は、
ジャックタイプスクリューと、
１あるいは複数のモーメントピンと、
を含んでおり、
前記コネクタ端子は、
コネクション整合ピンと、
シア整合ピンと、
Ｉ／Ｏコネクタと、
ピンガードと、
を含んでおり、
前記上カバーは、
２つの長手枠と、
１あるいは複数の横ガード枠と、
を含んでおり、前記ハウジングは該ハウジングの下側に空流スロットを含むことを特徴とする回路カード用シャシ。
【請求項２】
回路カードはＰＣ１０４基準に従って製造されていることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項３】
上カバー下と、回路カードとハウジングの間に取り付けられたゴムパッドをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項４】
回路カードとハウジングの間にケーブル配線スペースをさらに含んでいることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項５】
固定ロッドは回路カードを貫通することで回路カードスタックを形成することを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項６】
シャシは航空機システムに挿入されることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項７】
シャシはロケット打ち上げシステムに挿入されることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項８】
強制対流空気は上カバーと空流スロット間を循環することを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項９】
シャシと回路カードは略９０秒間のランダムな振動負荷１１ｇ−ｒｍｓに抵抗できることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項１０】
シャシと回路カードは垂直方向１６０ｇ及び横方向１００ｇの衝撃負荷に抵抗できることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項１１】
回路カードスタック内の温度は５０℃の操作環境中に７０℃を超えないことを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項１２】
強制対流空気はシャシを通って回路カード間を循環し、空気はシャシから除去され熱交換器内で冷却されることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項１３】
コネクション整合ピンとシア整合ピンはＩ／Ｏコネクタと受領ユニットの簡易係合を可能にすることを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項１４】
ジャックタイプスクリューはシャシのＩ／Ｏコネクタが受領ユニットと係合するように前記シャシに充分な圧力を適用し、さらにモーメントピンはシャシの設置適正ライン逸脱を防止することを特徴とする請求項１記載の回路カード用シャシ。
【請求項１５】
回路カード用シャシであって、
ハウジングと、
該ハウジングに取り付けられた上カバーと、
前記ハウジングの前端に取り付けられた前面部と、
前記ハウジングの後端に取り付けられたコネクタ端子と、
それぞれの回路カードを別の回路カードへ物理的に接続する手段と、
前記回路カードを前記前面部と前記コネクタ端子に接続する手段と
前記前面部は少なくとも２００本のＩ／Ｏコネクタピンが受領ユニットへ押しつけられるように前記シャシを設置する手段をさらに含んでおり、
前記コネクタ端子は前記シャシを簡易係合設置する整合手段をさらに含んでおり、
前記上カバーと前記ハウジングは強制空気対流に前記回路カード周りの温度を維持させる手段をさらに含むことを特徴とする回路カード用シャシ。
【請求項１６】
回路カードはＰＣ１０４基準に従って製造されることを特徴とする請求項１５記載の回路カード用シャシ。
【請求項１７】
回路カードを振動や悪影響から守るクッション手段をさらに含んでいることを特徴とする請求項１５記載の回路カード用シャシ。
【請求項１８】
回路カードを衝撃、振動及び極高低温度から保護するための方法であって、
前記回路カードをシャシに挿入するステップと、
前記シャシを受領ユニットへ設置するステップと、
前記シャシに配置された１あるいは複数の整合ピンの補助によって前記シャシを前記ユニットと整合させるステップと、
ジャックタイプスクリューを介して前記シャシを前記受領ユニットへ押し入れるステップと、
を含んでいることを特徴とする請求項１記載の回路カードを利用した保護方法。
【請求項１９】
回路カードはＰＣ１０４基準に従って製造されることを特徴とする請求項１８記載の回路カードの保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の回路カードを収納するシャシに関し、特に、産業用標準ＰＣ１０４回路カード用シャシに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代の多くの電子応用技術において、回路は集積回路チップに印刷され、回路ボードに搭載して他の集積回路チップと電気的に接続される。回路ボードはコンピュータ制御及び/又は他の目的が関与するシステムに搭載できる。その後、システムの回路カードの動作に問題が発生すると、回路カードは新品と容易に交換できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
回路カードの同時偏在性は回路カードの基準化をもたらした。その１つ、ＰＣ１０４基準はパソコンから飛行機部品、船舶部品、ロケット打ち上げ部品等の様々な環境で使用される。これら環境の一部では回路カードは激しい衝撃、振動、極高低温度の影響を受け、回路カードが損傷する場合がある。このような厳しい利用環境のため、回路カードを保護する必要性が存在する。
【０００４】
本発明の第１の目的は厳しい環境でのＰＣ１０４回路カードの作動性を維持することである。
【０００５】
本発明の別の目的は衝撃等が発生する環境でＰＣ１０４回路カードの作動性を維持することである。
【０００６】
本発明の別の目的は振動等が発生する環境でＰＣ１０４回路カードの作動性を維持することである。
【０００７】
本発明の別の目的は高温等の環境でＰＣ１０４回路カードの作動性を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
シャシは前面、裏側のコネクタ端子、及び側面と底面のハウジング壁部で成る。前面はケーブル規制ハンドル機構、Ｉ/Ｏコネクタ、搭載ハードウェア、設置ジャックタイプスクリューのごとき機能を含んでいる。コネクタ端子は整合ピン、Ｉ/Ｏコネクタピン及びＩ/Ｏコネクタピンガードを含む。
【０００９】
シャシは２本の長手枠と、それらを橋渡しする横ガード枠でなる上カバーを有している。上カバーはハウジングの側壁に長手枠を連結する固定具で固定される。
【００１０】
シャシはスペーサ、スペーサブラケット及び固定ロッドを使用してスタックに回路カードを保持する。固定ロッドは回路カードの穴に挿入されてシャシハウジングに取り付けられ、回路カードを確実に保持する。スペーサとスペーサブラケットは回路カード間のデッドスペースの緩衝性を維持する。このデッドスペースは回路カード同士の接触損傷を防止し、回路カード上や周囲での強制対流空気の通路を提供する。固定ロッド、スペーサ、スペーサブラケットはステンレススチールで製造されており、シャシ及び回路カードスタックに頑丈さを提供しており、回路カードを保護する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は回路カードを受領し、保持し、電気的に連結させる回路カードシャシに関し、特に標準ＰＣ１０４回路カードに関する。本発明は特に、航空機システム、船舶、ロケット打ち上げシステム等の厳しい環境で利用されるＰＣ１０４回路カードで有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のＰＣ１０４回路カード用シャシ１００が図１で示される。シャシ１００は前面１０２、ハウジング１０４及びコネクタ端子１０６で形成される。図１は、前面１０２がケーブル規制機構１１０、Ｉ/Ｏコネクタ１１２、搭載ハードウェア１１４、モーメントピン１１５、及び設置ジャックタイプスクリュー１１６を含んでいることを示す。１好適実施例においては、シャシ１００は回路カードスタック１１９に１０枚までのＰＣ１０４タイプ回路カード１１８を保持できる。
【００１３】
図２aはコネクタ端子１０６を図示し、図２bは図２aの一部の拡大図である。それぞれのコネクタ端子１０６はコネクション整合ピン１２０、ピンガード１２２、Ｉ/Ｏコネクタ１２４、コネクタ整合ユニット１２６を含んでいる。１好適実施例では、２１２本のＩ/Ｏコネクタピン１２４がコネクタ端子１０６に存在する。あるいは、３１６本等の別数のＩ/Ｏコネクタピンが使用できる。コネクタ整合ユニット１２６はコネクタ端子１０６をハウジング１０４に接続する。同様に、固定具１２８はＩ/Ｏコネクタ１２４をコネクタ整合キット１２６とピンガード１２２に取り付ける。コネクタ端子１０６はシア整合ピン１２９をさらに含む。
【００１４】
図３はシャシ１００の一部分解図であり、上カバー１３０を示す。上カバー１３０は２本の長手枠１３２と長手枠１３２を横断方向に架け渡す保護ガード１３４とで構成される。長手枠１３２は穴１３７を有しており、それらの穴に固定具が挿入され、上カバー１３０をハウジング１０４に連結する。搭載ブラケット１３６は前面１０２及び/又はシャシ１００の前面端部でハウジング１０４に搭載され、シャシ１００の接続端部でコネクタ端子１０６及び／又はハウジング１０４に接続される。
【００１５】
ブラケット１３６は固定ロッド１３８を受領する開口部を有しており、固定ロッド１３８をシャシ１００の縦方向に延ばす。図３bは図３aの一部の拡大図であり、スペーサ１４０と、スペーサブラケット１４２が固定ロッド１３８に搭載されていることを示す。
【００１６】
固定ロッド１３８、スペーサ１４０、スペーサブラケット１４２はステンレススチールで製造され、ＰＣ１０４回路カードスタック１１９を形成する。固定ロッド１３８は回路カード１１８の開口部を通って回路カード１１８を貫通し、スペーサ１４０とスペーサブラケット１４２は固定ロッド１３８に搭載され、回路カード１１８間にデッドスペースを提供し、回路カードスタック１１９を形成する。搭載ブラケット１３６を介してハウジング１０４に取り付けられた固定ロッド１３８を通って回路カードスタック１１９がハウジング１０４に固定される。ゴムパッド（図３aと図３bでは図示せず）が長手枠１３２と保護ガード１３４の下側に置かれる。
【００１７】
シャシ１００の底部は図４に図示されている。ハウジング１０４は底面に空流スロット１５０を有している。ハウジング１０４の底部と回路カードスタック１１９の間にはシャシ１００の縦方向にケーブル配線スペース１５２が提供される。ケーブル配線スペース１５２はシャシ前面１０２に配線されるか、コネクタ端子１０６でのブラインドコネクタに配線されるネットワークや他の配線を収容する。
【００１８】
また図５aの拡大図である図５bで示すようにハウジング１０４の底部と回路カードスタック１１９との間にはゴムパッド１６０が提供されている。図５aはシャシ１００の断面図であり、ケーブル配線スペース１５２とモーメントピン１１５を明示する。
【００１９】
シャシ１００は航空機やロケット打ち上げシステムのごとき厳しい条件で使用されるシステムに搭載できる。図６aは特定設置条件における複数の回路カードスタック１１９の利用を図示する。図６aは３体の回路カードスタック１１９の３列１７０を図示する。図６bは図６aの拡大図であり、３体の回路カードスタック１１９の３列１７０の最上列と、回路カードスタック１１９周囲の温度を維持するために回路カードスタック１１９を循環する空気循環を示す。
【００２０】
シャシ１００の構造デザインと材質はシャシ１００に剛性を与え、厳しい環境で回路カードスタック１１９を保護する。特に、シャシ１００のデザインは回路カードスタック１１９を過剰な振動、衝撃、温度から保護する。シャシ１００の構造とデザインはさらにＩ/Ｏコネクタピン１２４とピン受領ソケットのブラインド係合を可能にする。すなわち、狭い、アクセスが困難な場所等においてＩ/Ｏコネクタピン１２４を受領ソケットに視覚的にガイドする能力がないときに利用される。
【００２１】
シャシ１００の衝撃抵抗特性は主としてシャシ１００が製造されている材料により提供される。特に、シャシ１００の大部分はアルミ合金で製造される。好適実施例ではアルミ合金は精密鋳造法に適したものである。例えば、Ａ３５７Ｔ６クラス１０でＣグレードアルミ合金（ＳＡＥＡ２１１８０）である。アルミ合金はシャシ１００の重量にはさほど影響を及ぼさないで、十分な強度をシャシ１００のさほど重要ではない部分に提供する。
【００２２】
一方、固定ロッド１３８、スペーサ１４０、及びスペーサブラケット１４２はステンレスで製造される。この材料はアルミ合金よりもさらに頑丈である。ステンレスの追加強度は固定ロッド１３８、スペーサ１４０、及びスペーサブラケット１４２に必要である。なぜなら、固定ロッド１３８は回路カードスタック１１９をハウジング１０４に取り付け、スペーサ１４０とスペーサブラケット１４２は回路カードスタック１１９の回路カード１１８間の保護スペースを維持するからである。保護スペースはシャシ１００が衝撃を受けたとき等に回路カード１１８間の接触破損を防止する。
【００２３】
シャシ１００の振動抵抗特性は、固定ロッド１３８及び上面カバー１３０下と回路カードスタック１１９とハウジング１０４のベース部分との間に置かれるゴムパッド１６０で提供される。固定ロッド１３８は回路カード１１８の開口部を通って回路カード１１８を貫通する。
【００２４】
固定ロッド１３８は前面１０２とコネクタ端子１０６への固定を介して頑丈に保持されており、回路カード１１８を同様に頑丈に保持し、シャシ１００の振動による回路カード１１８の損傷を防ぐ。回路カード１１８を衝撃から守ることに加えて、スペーサ１４０とスペーサブラケット１４２は、固定された回路カード１１８間に保護スペースを提供することで、回路カード１１８間を振動から保護する。
【００２５】
回路カードスタック１１９は上カバー１３０によって、さらに衝撃等から保護される。長手枠１３２は保護ガード１３４と共同で穴１３７を通る固定具を介して上カバー１３０をハウジング１０４へ取り付け、ハウジング１０４と固定ロッド１３８の固定を補助する。ハウジング１０４と固定ロッド１３８の安定性並びに堅固性は、シャシ１００の保護特性を増加させる。さらに、保護ガード１３４は、あらゆる直接的な悪影響から回路カードスタック１１９の損傷を防止する。
【００２６】
シャシ１００が、回路カードスタック１１９を熱から保護する性能は、主に上カバー１３０の開放性と、ハウジング１０４の底部に設けられた空流スロット１５０による。空流スロット１５０と上カバー１３０の開放性により、強制対流空気は、回路カード１１８上を通ってシャシ１００を通り抜けることができる。
【００２７】
この冷却空気流は冷却ファンによって発生させることができ、空気流によって除去された熱を熱交換器を介して冷却できる。さらに、ハウジング１０４下側の空流スロット１５０は、上カバー１３０の開放性と共同で、シャシ１００の熱除去性能を損なわずに複数のシャシ１００の積み重ねを可能にする。これは主に、空流スロット１５０と上カバー１３０の開放性との整合性による。
【００２８】
シャシ１００のデザインが、回路カードスタック１１９を過度の振動、衝撃及び温度から保護することは、シャシ１００のプロトタイプを用いた数回の試験で確認された。垂直方向へ１６０ｇ、横方向へ１００ｇの衝撃負荷がシャシ１００へ適用された（全サイン波動ＩＡＷ  Ｍｉｌ−Ｓ−９０１Ｄ）。振動抵抗性を試験するため、ランダムな衝撃負荷１１ｇ−ｒｍｓが９０秒間シャシ１００に適用された。
【００２９】
これら試験の結果、回路カード１１８も回路カードスタック１１９も、継続的操作性が示すように、損傷を受けなかった。上カバー１３０、空流スロット１５０及び回路カード１１８間のデッドスペースを含むシャシ１００のデザインが、回路カード１１８周りの温度維持を可能にする。ある試験では、回路カードスタック１１９内の温度は５０℃の操作環境中に７０℃を超えなかった。この温度は回路カード１１８に有害ではないことが分かった。
【００３０】
コネクタ端子１０６には簡易整合接続具が備え付けられており、視覚的にガイドする必要なく、Ｉ／Ｏコネクタ１２４を受領ユニットにカップリングさせる。特に、１あるいはそれ以上の回路カード１１８をシャシ１００に配置し、シャシ１００に電気連結するように定位置に押し入れ、ケーブル配線スペース１５２を通って走る配線を介してコネクタ端子１０６のＩ／Ｏコネクタに接続することができる。
【００３１】
シャシ１００を挿入するスペースへのアクセスが困難な場合には、受領ユニットの開口部がコネクタピン１２０を受領するようにコネクタ整合ユニット１２６とコネクタ整合ピン１２０を配置することができ、その結果、Ｉ／Ｏコネクタ１２４が受領ユニットのスロット又はソケットに係合する。さらに、シア整合ピン１２９を受領ユニットの受領穴に係合させることで、シャシ１００の簡易係合特性を補助する。さらに、受領ユニットへ貫通しているため、シアピン１２９はシャシ１００が分裂力を受けた場合にも、シャシ１００を定位置に保持する。
【００３２】
Ｉ／Ｏコネクタピン１２４の数は重要であり（別の２つの実施例では２１２本と３１６本のピン）、Ｉ／Ｏコネクタピン１２４を個々の受領ソケットに挿入するには、１ピンあたり略１ポンドの圧力を要し、シャシ１００を設置するには総計で略２００〜３００ポンドの圧力が必要となる。その結果、前面１０２に位置されるジャックタイプスクリュー１１６は、受領ユニットの螺子状開口部へ締め込まれ、シャシ１００を定位置に引き入れて、全てのＩ／Ｏコネクタピン１２４を適切に接続する。
【００３３】
前面１０２の裏面に位置するモーメントピン１１５は、ジャックスクリュー１１６を締めた結果生じるトルクを打ち消す。すなわち、モーメントピン１１５が無ければ、シャシ１００は、直線的にスライドする代わりに受領ユニット内へ引き上げられる傾向を有するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のＰＣ１０４回路カードシャシの斜視図である。
【図２ａ】本発明のＰＣ１０４回路カードシャシの後部斜視図である。
【図２ｂ】図２aのＰＣ１０４回路カードシャシの後部拡大図である。
【図３ａ】本発明のＰＣ１０４回路カードシャシの分解図である。
【図３ｂ】図３aの一部拡大図である。
【図４】本発明のＰＣ１０４回路カードシャシの底面図である。
【図５ａ】本発明の回路カードシャシの断面図である。
【図５ｂ】図５aの一部拡大図である。
【図６ａ】産業上利用される複数の本発明の回路カードシャシを示す。
【図６ｂ】図６aの一部拡大図であり、本発明の回路カード上で回路カードシャシを通過する強制対流空気通路を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１００  回路カード用シャシ
１０４  ハウジング
１０６  コネクタ端子
１１２  Ｉ/Ｏコネクタ
１１５  モーメントピン
１１６  ジャックタイプスクリュー
１１９  回路カードスタック
１２０  コネクション整合ピン
１２２  ピンガード
１２９  シア整合ピン
１３０  上カバー
１３２  長手枠
１３６  ブラケット
１３８  固定ロッド
１４０  スペーサ
１５０  空流スロット
【図１】
2006507687.tif 000003
2006507687.tif 000004
2006507687.tif 000005
2006507687.tif 000006
2006507687.tif 000007
【図４】
2006507687.tif 000008
2006507687.tif 000009
2006507687.tif 000010
【国際調査報告】
2006507687.tif 000011
2006507687.tif 000012