産業用情報処理装置
【課題】本発明は、耐ノイズ性能をアップさせ、放射ノイズ試験の検証を容易とし、さらに省スペースを実現し、かつ、カスタム対応の拡張部分のみを早急に開発できる産業用情報処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ＣＰＵを搭載した、装置の共通仕様により設計されたＣＰＵベースボード２１と、前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計されたカスタムボード２２とを備え、ＣＰＵベースボード２１とカスタムボード２２とを平面的に隣接して配置し、これらボード２１，２２をコネクタ２３により電気的に接続し、ボード２１，２２間のデータの送受信を、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行う構成とする。この構成によれば、ＣＰＵベースボード２１を共通仕様で対応できることにより、客先毎にＣＰＵ周りの回路設計をしなくて済み、装置としての設計・検証の時間を大幅に短縮できる。
【解決手段】ＣＰＵを搭載した、装置の共通仕様により設計されたＣＰＵベースボード２１と、前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計されたカスタムボード２２とを備え、ＣＰＵベースボード２１とカスタムボード２２とを平面的に隣接して配置し、これらボード２１，２２をコネクタ２３により電気的に接続し、ボード２１，２２間のデータの送受信を、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行う構成とする。この構成によれば、ＣＰＵベースボード２１を共通仕様で対応できることにより、客先毎にＣＰＵ周りの回路設計をしなくて済み、装置としての設計・検証の時間を大幅に短縮できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、客先仕様による拡張機能を有する産業用情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の上記産業用情報処理装置（ＰＣ）は、ＣＰＵを搭載した主基板と、客先が必要としている機能を搭載しているＩ／Ｆ拡張基板を選択して組み合わせることで構築されている。このＩ／Ｆ拡張基板は、ＩＳＡバス、ＰＣＩバス、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳを介して接続されることにより、Ｉ／Ｆ拡張基板を接続するためのバス拡張基板であるライザボード、バックプレーンボードを必要とし（例えば、特許文献１参照）、そうでない場合、ＣＰＵを搭載した主基板に直接Ｉ／Ｆ拡張基板を接続できるようなスペースを必要としている。
【０００３】
また従来、ＣＰＵ基板とＩ／Ｆ拡張基板を上下に配置し、コネクタで介して接続された産業用情報処理装置が知られている。またこのように基板を上下に重ねて産業用情報処理装置を小型化、薄型化、高密度実装化及び高速化する技術は、例えば、特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３２７５８８号公報
【特許文献２】特開平０８−２３１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の産業用情報処理装置において、バス拡張基板であるライザボード、バックプレーンボードを使用する場合、スペースが大きくなるデメリットと、コストが高くなるデメリットがあった。このため、スペースを考慮した場合、必要としている機能を全て一枚の基板に搭載した基板を、カスタマイズする場合が最も効率がよいが、客先の要望を聞き、一枚の基板として設計する場合、客先毎に必要とする仕様が異なるために、設計、検証に手間がかかり、コスト面で多くの開発費を要するという問題があった。特に、ＣＥ試験とＶＣＣＩ試験を満足しているかの検証、すなわち漏洩電波試験と伝導雑音試験を実施して規制値を満足しているかを試験し、満足していない場合に設計変更等のノイズ対策を実行し、規制値を満足させる検証には、時間とコストを要するという問題があった。さらに、一枚の基板として設計する場合、ボード本体（生ボード）の配線パターンの層の数は、ＣＰＵ基板で必要な配線パターンの層の数により設計されるが、拡張機能を実現する回路で必要な配線パターンの層の数は、実際にＣＰＵ基板で必要な配線パターンの層の数だけ必要としない。しかし、拡張機能を実現する回路でもＣＰＵ基板で必要な配線パターンの層の数と同一とならざるを得ず、ボード自体のコストが高くなるという問題があった。
【０００５】
また上下に基板を配置する構成では、ＣＰＵ基板に拡張基板が対向するために、ＣＰＵ基板から発生される漏洩電波（放射ノイズ）と誘導ノイズにより拡張基板が誤動作する可能性が大きく検証に時間がかかり、さらにこれら基板から発生する熱が互い影響しあい、また筐体内に収納されると発生した熱が筐体内の温度を上げて、基板の許容温度を超え、動作しなくなる恐れがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、耐ノイズ性能をアップさせ、ノイズ試験の検証を容易とし、さらに省スペースを実現し、かつ、カスタム対応の拡張部分のみを早急に開発できる産業用情報処理装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ＣＰＵを搭載した、装置の共通仕様により設計されたベースボードと、前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計されたカスタムボードとを備え、前記ベースボードとカスタムボードとを平面的に隣接して配置し、これらベースボードとカスタムボードを単数または複数のコネクタにより電気的に接続し、前記ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信を、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行うことを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成によれば、次の作用が得られる。
１．ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信は、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行われる。よって、ベースボートは、客先の拡張仕様によりカスタムボードの機能が変わっても、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信ができ、共通仕様で対応できる。
【０００９】
２．設計段階で多くの検証の時間を要するＣＰＵを搭載したベースボートを設計しないことにより、大幅に装置の設計時間の短縮が可能となる。また拡張仕様によるカスタムボードの設計だけであれば見積もりも容易となり、装置の営業の早急な見積もり回答が可能になり、客先の要望に迅速に対応できる。
【００１０】
３．ベースボードとカスタムボードを平面的に配置することにより、ベースボードで発生する漏洩電波（放射ノイズ）と誘導ノイズがカスタムボードに影響する恐れが少なくなり、さらに互いの発熱が他方へ影響する恐れが少なくなり、さらに無駄なスペースが不要となり、装置を小さく薄くできる。
【００１１】
４．客先の拡張仕様により設計されるカスタムボードは、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信をするという規制以外に規制はなく、今までのリソースの応用が可能となり、カスタムボードの回路設計は容易となる。
【００１２】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記カスタムボードには、前記コネクタの近くに、前記インターフェイス規格に基づいてシリアル信号をパラレル信号に変換するブリッジＩＣを配設したことを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成によれば、ベースボードとカスタムボードとの間の予め設定したインターフェイス規格のシリアル信号は、ブリッジＩＣによりカスタムボードのパラレル信号に変換される。よって、ベースボートは、客先の拡張仕様によりカスタムボードの機能が変わっても、設定したインターフェイス規格のシリアル信号によりデータを送受信でき、共通仕様にできる。
【００１４】
また請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明であって、前記インターフェイス規格として、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳ、ＬＡＮ、ＳＡＴＡのうちの一つもしくは複数を選択することを特徴とするものである。
【００１５】
上記構成によれば、一般的なインターフェイス規格が採用され、データの送受信が行われる。
また請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明であって、前記ベースボードを配置したエリアと前記カスタムボードを配置したエリアとの間に、前記ベースボードより発生する漏洩電波を遮蔽する遮蔽手段を配置したことを特徴とするものである。
【００１６】
上記構成によれば、ベースボードを配置したエリアとカスタムボードを配置したエリアが、遮蔽手段により分離され、ベースボードより発生する漏洩電波がカスタムボードに影響を与えることが防止される。
【００１７】
また請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明であって、前記ＣＰＵのクロック周波数等の伝導雑音が、前記ベースボードから前記コネクタを通って前記カスタムボードへ伝播することを防止するフェライトを、前記コネクタに取り付けたことを特徴とするものである。
【００１８】
上記構成によれば、ベースボードより発生するＣＰＵのクロック周波数等の伝導雑音が、コネクタを通ってカスタムボードへ伝播することがフェライトにより防止され、よって伝導雑音がカスタムボードに影響を与えることが防止される。
【００１９】
また請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明であって、平面的に配置した前記ベースボードとカスタムボードを収納する、高さが低い薄型で箱状の装置本体を備え、前記装置本体の薄い側部に、外部機器と接続する外部コネクタを配置し、前記装置本体の略上面全体に、放熱用フィンを配設したことを特徴とするものである。
【００２０】
上記構成によれば、ベースボードとカスタムボードを平面的に配置することにより、互いの発熱が他方へ影響する恐れが少なくなるとともに、外部コネクタが薄い側部に集中し、装置本体の略上面全体が放熱用フィンとして使用されることにより、放熱の効率が向上する。よって、強制冷却する必要がなくなり、ファンが不要となる。
【００２１】
また請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明であって、前記放熱用フィンに、前記遮蔽手段を接触させたことを特徴とするものである。
上記構成によれば、ベースボードとカスタムボードで発生した熱が遮蔽手段を介して放熱用フィンに伝わって放熱される。
【００２２】
また請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明であって、前記放熱用フィンに、熱伝導シート、またはノイズ対策用シールド材、または電磁波吸収熱伝導シートを介して前記遮蔽手段を接触させたことを特徴とするものである。
【００２３】
上記構成によれば、熱伝導シートにより、放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない凹凸や製造誤差が吸収されて放熱用フィンと遮蔽手段とが密着し、熱伝導性がよくなる。またノイズ対策用シールド材により放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない隙間が完全に塞がれて隙間からベースボードより発生する漏洩電波が漏れることが確実に遮断される。また電磁波吸収熱伝導シートにより、放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない凹凸や製造誤差が吸収されて放熱用フィンと遮蔽手段とが密着し、熱伝導性がよくなり、且つ漏洩電波が吸収される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の産業用情報処理装置は、次の優れた効果を有している。
１．ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信は、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行われることにより、ベースボートは、客先の拡張仕様によりカスタムボードの機能が変わっても、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信でき、共通仕様で対応できる。
【００２５】
２．設計段階で多くの検証の時間を要するＣＰＵ基板を搭載したベースボードを設計しないことにより、大幅に装置の設計時間を短縮でき、納期を短縮でき、また拡張機能によるカスタムボードの設計だけであれば見積もりも容易となり、営業の早急な装置の見積もり回答が可能になる。
【００２６】
３．ベースボードとカスタムボードを平面上に配置することにより、ベースボードで発生する漏洩電波（放射ノイズ）と誘導ノイズがカスタムボードに影響する恐れを少なくでき、さらに互いの発熱が他方へ影響する恐れを少なくでき、さらに無駄なスペースが不要となり、小さく薄くできる。
【００２７】
４．客先の拡張仕様による設計されるカスタムボードは、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信をするという規制以外に規制はなく、今までのリソースを応用でき、カスタムボードの回路設計を容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態における産業用情報処理装置の斜視図である。
図１において、１１は産業用情報処理装置１０の筐体（装置本体）であり、高さ（Ｈ）が低い、薄くてフラットな箱体形状、例えば、寸法を幅（Ｗ）２５６ｍｍ、奥行き（Ｄ）１８３ｍｍ、高さ（Ｈ）２５ｍｍとした薄型の箱の形状としている。この筐体１１の高さ（Ｈ）と奥行き（Ｄ）で規定される正面１１ａには、後述するスイッチ、ランプ、ポート等を外方へ突出させるための孔が設けられ、筐体１１の高さ（Ｈ）と幅（Ｗ）で規定される側面１１ｂには、シリアルポート等を外部へ突出させるための孔が設けられ、さらに幅（Ｗ）と奥行き（Ｄ）で規定される広い上面１１ｃには、全体に放熱用フィン１２が配設されている。
【００２９】
また筐体１１の内部には、図２に示すように、奥行き（Ｄ）の寸法が同一の２枚のボード、すなわちＣＰＵ（チップ）２０を搭載し一般のＰＣとして機能する、装置（産業用情報処理装置）の共通仕様により設計されたＣＰＵベースボード（ＣＰＵ基板）２１と、前記共通仕様より外れた客先の拡張仕様により設計された拡張カスタムボード（拡張基板）２２が、ＣＰＵベースボード２１を正面１１ａ側に置いて平面的に隣接して配置され、これらＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２の対向する側部に、互いに係合するオスとメスのコネクタ２３が設けられ、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２はこれらコネクタ２３により電気的に接続されている。
【００３０】
また筐体１１の内部には、ＣＰＵベースボード２１を配置したエリアＸと拡張カスタムボード２２を配置したエリアＹとの間に、ＣＰＵベースボード２１より発生する漏洩電波（放射ノイズ）が空間を通って拡張カスタムボード２２へ飛ぶことを遮蔽する板状の板金（遮蔽手段の一例）２４が取り付け自在に配置されている。この板金２４は、コネクタ２３の箇所を除いて、筐体１１の内部を空間的に前記各エリアＸ，Ｙに分離しており、筐体１１内に、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２が実装された後に、取り付けられる。
【００３１】
またコネクタ２３には、コネクタ２３を伝わってＣＰＵ２０のクロック周波数等の伝導雑音（電磁波）が漏れることを防止するために、フラットなフェライト２５が上下を挟むように取り付けられている。
［ＣＰＵベースボード２１］
前記ＣＰＵベースボード２１上には、ＣＰＵ（チップ）２０の他に、Ｉ/Ｏコントローラハブ、クロック、半導体メモリ等が搭載され、さらにＣＰＵベースボード２１上には正面１１ａ側に、正面左側から順に、ＤＣ電源入力コネクタ２６、電源パワースイッチ２７、ハードウェアリセットスイッチ２８、３個のＬＥＤランプ（電源、ステータス、アクセス表示用）２９、ライン出力用コネクタ（Ｌ-ｏｕｔ）３０、ＦＤドライブ、プリンタ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等が接続される４個のＵＳＢポート３１、液晶ディスプレイが接続されるディスプレイ用コネクタ３２、２個のＬＡＮコネクタ３３、データ送信用（または受信用）第１シリアルポート３４が設けられ、ＵＳＢポート３１の下方とＬＡＮコネクタ３３の下方にそれぞれ、ＣＦカードスロット３５が設けられている。またＣＰＵベースボード２１上には、側面１１ｂ側に、データ受信用（または送信用）第２シリアルポート３６が設けられている。
【００３２】
筐体１１にこのＣＰＵベースボード２１を取り付けたときに、前記正面１１ａ側に設けたＤＣ電源入力コネクタ２６、電源パワースイッチ２７、ハードウェアリセットスイッチ２８、３個のＬＥＤランプ２９、ライン出力用コネクタ３０、４個のＵＳＢポートコネクタ３１、ディスプレイ用コネクタ３２、２個のＬＡＮコネクタ３３、第１シリアルポート３４、およびＣＦカードスロット３５の先端部は、図１に示すように、筐体１１の正面１１ａから突出し、また第２シリアルポート３６の先端は、図１に示すように、筐体１１の側面１１ｂから突出する。
【００３３】
上記ＣＰＵベースボード２１のハードウェアは、装置の共通仕様により設計されており、予めＯＳが書き込まれ上記ＣＦカードスロット３５に接続されるＣＦカード３８により起動され、さらに拡張カスタムボード２２に搭載される拡張機能に応じて、さらに拡張カスタムボード２２に搭載される拡張機能やドライブ等に応じてアプリケーションプログラムが書き込まれ、ＣＰＵ２０はこのアプリケーションプログラムに応じて、ＵＳＢポート３１を介してＦＤドライブやプリンタの駆動を行い、ＬＡＮコネクタ３３またはシリアルポート３４，３６を介して外部機器とのデータ通信を行うとともに、前記拡張機能に対応して動作するよう構成され、さらにＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２との間の予め設定したインターフェイス規格（例えば、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳ）に基づいて拡張カスタムボード２２との間で、データ通信を行うように構成されている。また単体で動作することができる。
【００３４】
このＣＰＵベースボード２１は、設計段階で多くの時間とコストを要する、ＣＥ試験とＶＣＣＩ試験を満足するかどうかの検証が実施され、すなわち試験結果に基づいて、規制値を満足するまでノイズ対策（基板の配線パターンの変更、部品の位置の変更等）が実施され、検証が終了すると、量産されてノイズ試験の検証済みボードとしてストックされる。さらに上記板金２４とフェライト２５を組み合わせることで、ＣＰＵベースボード２１で発生する漏洩電波（放射ノイズ）と伝導雑音の拡張カスタムボード２２への影響を検証でき、検証済みのＣＰＵベースボード２１を使用することにより、装置としてのノイズ試験の検証を容易にすることができる。
［拡張カスタムボード２２］
前記拡張カスタムボード２２上には、客先の拡張仕様により設計され、拡張機能を実現する機器・部品とポートが配置され、前記拡張仕様を、基板１枚で実現している。
【００３５】
さらに拡張カスタムボード２２上には、コネクタ２３の近くに、拡張カスタムボード２２のパラレル信号を、前記インターフェイス規格に基づいてシリアル信号に変換してＣＰＵベースボード２１へ送信し、ＣＰＵベースボード２１から受信したシリアル信号をパラレル信号に変換するブリッジＩＣ４１が配設されている。
【００３６】
客先の拡張仕様による拡張機能には、客先の数だけバリエーションがある。このような拡張機能には、例えば次のものがある。
１．図２に一例として示すように、ＣＰＵベースボード２１の２ｃｈ（チャンネル）のシリアルポート３４，３６以外のシリアルポート４２の増設。
２．ＨＤＤの内蔵（ＲＡＩＤ）。
３．ＵＳＢからの変換なしで、且つＤ−Ｓｕｂコネクタケーブルを直接接続するための、Ｄ−Ｓｕｂコネクタの増設。
４．多ｃｈの画像出力を可能とするグラフィックコントローラの増設（ＶＧＡ）。
５．アナログ入出力点、ディジタル入出力点の増設。
【００３７】
拡張カスタムボード２２は、客先の拡張仕様に応じてその都度、ＣＰＵベースボード２１の配線パターンの層の数に規制されずに、ボード本体（基板）の配線パターンが設計され基板の配線パターンの層が決定され、基板が製作されて機器・部品が実装され、拡張カスタムボード２２単体で、動作が検査される。
【００３８】
その後、筐体１１に実装され、コネクタ２３により共通仕様のＣＰＵベースボード２１と接続される。
また上述したように、拡張機能の内容により、ＣＦカード３８のアプリケーションプログラムが変更される。
【００３９】
また拡張カスタムボード２２に配置される上記シリアルポート４２やＤ−Ｓｕｂコネクタの先端は、両側面１１ｂ、または正面１１ａとは反対側の背面１１ｄから突出され、筐体１１の薄い側部（正面１１ａ、両側面１１ｂ、背面１１ｄ）に、外部機器と接続する外部コネクタが配置されている。外部コネクタは、上記ライン出力用コネクタ３０、ＵＳＢポートコネクタ３１、ディスプレイ用コネクタ３２、ＬＡＮコネクタ３３、第１シリアルポート３４、第２シリアルポート３６、シリアルポート４２、Ｄ−Ｓｕｂコネクタ等である。
【００４０】
上記構成により、産業用情報処理装置１０は次の手順で製作される。
まず客先から客先の拡張仕様が送られてくると、上述したように拡張カスタムボード２２が設計・製作され、この拡張カスタムボード２２の設計・製作に平行して、拡張機能、接続するドライブに応じて、ＣＰＵ２０のプログラムが製作され、ＣＦカード３８に書き込まれる。
【００４１】
拡張カスタムボード２２が製作されると検査が実行され、終了すると、ストックされていた筐体１１に、まずストックされていたＣＰＵベースボード２１が実装され、続いてコネクタ２３の上下を挟むようにフェライト２５が取り付けられ、拡張カスタムボード２２が実装され、コネクタ２３により共通仕様のＣＰＵベースボード２１と接続される。
【００４２】
続いて、板金２４が、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を分離するように取り付けられる。
続いて、通電されて、プログラムが書き込まれたＣＦカード３８が、ＣＰＵベースボード２１のＣＦカードスロット３５に取り付けられ、ＯＳ，アプリケーションプログラムが実行される。
【００４３】
そして、動作検査の後、客先へ出荷される。
以上のように本実施の形態によれば、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２との間のデータの送受信は、予め設定したインターフェイス規格に基づいて実行されることにより、ＣＰＵベースボード２１は、客先の拡張仕様により拡張カスタムボード２２の拡張機能が変わっても、データを送受信でき、ＣＰＵベースボード２１を共通仕様で対応できる。よって、客先毎にＣＰＵ周りの回路設計をしなくて済み、量産しノイズ試験の検証済みボードとして予めストックしておくことができ、装置としての設計・検証の時間を大幅に短縮できる。またこのように、ＣＰＵ周りの回路を設計せずに、ＣＰＵベースボード２１を使用することにより、客先の拡張仕様に基づく拡張カスタムボード２２の設計だけで済み、よって装置の見積もりも容易となり、営業の早急な見積もり回答が可能になる。また拡張カスタムボード２２は、ＣＰＵベースボード２１とは別基板となることにより、今までのリソースを活用でき、配線パターンの設計を容易にでき、設計時間を短縮することができる（なお、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を同一基板とすると、拡張部の基板の配線パターンの層の数をＣＰＵ部と同じにしなくてはならず、今までのリソースを活用することが困難となる）。
【００４４】
また本実施の形態によれば、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置することにより、ＣＰＵベースボード２１で発生する漏洩電波（放射ノイズ）と誘導ノイズが拡張カスタムボード２２に影響する恐れを少なくできる。図３に示すように、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を上下に対向させてきた場合と比較して、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置したときの相互インダクタンスを少なくすることができ、電磁誘導ノイズの影響を少なくすることができる。図３では、ＣＰＵベースボード２１の配線パターンをボード外周のコイル１で代表し、拡張カスタムボード２２の配線パターンをボード外周のコイル２で代表して、モデル１ではコイル１とコイル２を距離ｄ（ｍｍ）で上下で対向させ、モデル２では、コイル１とコイル２を平面的に距離ｄ（ｍｍ）を離して配置している。そして、コイル１に一定電流を流し、距離ｄ（ｍｍ）を変化させてコイル２の起電力ｅを測定することにより、距離ｄ（ｍｍ）を変化に伴う相互インダクタンスＭを測定している。コイル１とコイル２の長さはボード２１，２２の外周寸法（横幅ａ＝１２５ｍｍ，縦幅ｂ＝１８０ｍｍ）に合わせている。図３（ｂ）の基板間距離ｄと相互インダクタンスＭの特性図から判るように、コイル１とコイル２を平面的に配置したモデル２は、コイル１とコイル２を上下対向したモデル１と比較して相互インダクタンスＭが小さく、ＣＰＵベースボード２１が動作しているときに拡張カスタムボード２２は、相互インダクタンスＭによる影響を受けにくく、よって電磁誘導ノイズの影響を受けにくいことが判る。同様に、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２との間を距離を大きくできることにより、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２間の静電容量も小さくなり、静電誘導ノイズも低減できる。また漏洩電波（放射ノイズ）も低減できる。
【００４５】
またＣＰＵベースボード２１を配置したエリアＸと拡張カスタムボード２２を配置したエリアＹが、板金２４により空間的に分離されることにより、ＣＰＵベースボード２１より発生する漏洩電波（放射ノイズ）が、筐体１１内の空間を通って拡張カスタムボード２２に飛ぶことを防止でき、漏洩電波が拡張カスタムボード２２に影響を与えることを防止できる。さらにＣＰＵベースボード２１より発生するＣＰＵ２０のクロック周波数等の伝導雑音が、コネクタ２３を通って拡張カスタムボード２２へ伝播することをフェライト２５により防止でき、前記伝導雑音が拡張カスタムボード２２に影響を与えることを防止できる。
【００４６】
このように、ＣＰＵベースボード２１にて発生する漏洩電波と伝導雑音の拡張カスタムボード２２への影響を防止することができることにより、客先の拡張仕様に応じて、その都度、設計される拡張カスタムボード２２のノイズに対する検証が容易となり、拡張カスタムボード２２の設計・検証時間とコストを削減することができる。
【００４７】
また本実施の形態によれば、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置することにより、互いの発熱が他方へ影響する恐れを少なくでき、また筐体１１の略上面１１ｃ全体が放熱用フィン１２として使用されることにより、放熱の効率を向上でき、よって、強制冷却する必要がなくなり、冷却ファンを不要にでき、装置の信頼性を向上させることができる。またＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置することにより、筐体１１内の発熱量の見積もりが容易となり、よって筐体１１（放熱用フィン１２を含む）の設計が容易となり、また逆に標準の筐体１１の形状が決定されると、客先毎に設計される拡張カスタムボード２２からの可能な発熱量が決まり、拡張カスタムボード２２の発熱に対する回路設計が容易となる。
【００４８】
また本実施の形態によれば、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置することにより、筐体１１の設計が容易となるとともに、無駄なスペースが不要となり、装置を薄く小さくすることができ、よって装置を小さなスペースに配置・取り付けることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態によれば、インターフェイス規格として、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳを使用しているが、一般的なインターフェイス規格、例えばＬＡＮ、ＳＡＴＡのうちの一つもしくは複数を選択して使用することもできる。例えば、拡張カスタムボード２２に、ハードディスクとアナログＩ／Ｏを搭載するときは、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳとＳＡＴＡを使用する。
【００５０】
また本実施の形態によれば、遮蔽手段として、ＣＰＵベースボード２１を配置したエリアＸと拡張カスタムボード２２を配置したエリアＹとの間に、板状の板金２４を配置しているが、この板金２４は、板状に限ることはなく、網板状としてもよい。このとき、エリアＸが密閉状態でなくなり、発生した熱がエリアＹに移動できるために、筐体１１の熱対策を容易にすることができる。
【００５１】
また本実施の形態によれば、板状もしくは網板状の板金２４は、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２が実装された後に筐体１１内に取り付けられるようにしているが、板金２４を良熱伝導体から構成し、予め、筐体１１の上面１１ｃの裏側に各エリアＸ，Ｙを分離するように固定しておくこともできる。このとき、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２が実装された後に、筐体１１の上面１１ｃを被せると（取り付けると）、各エリアＸ，Ｙは板金２４により分離され、よって漏洩電波がＣＰＵベースボード２１より空間を通って拡張カスタムボード２２へ飛ぶことを遮蔽でき、さらに上面１１Ｃの放熱用フィン１２に板金２４が接触し、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２で発生した熱が板金２４を介して放熱用フィン１２に伝わって放熱され、よって放熱の効率を向上できる。
【００５２】
また板金２４を、筐体１１の上面１１ｃの裏側に固定するとき、放熱のための熱伝導シート、またはノイズ対策用シールド材（ガスケット）、または電磁波吸収能力のある（電磁波吸収性の優れた）電磁波吸収熱伝導シート{例えば、株式会社ジェルラック製のλＧＥＬ(商標)}を介して（挟んで）固定するようにすることもできる。前記熱伝導シートを、筐体１１の上面１１ｃの裏側と板金２４間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面１１ｃの裏側と板金２４を密着することができ、よって熱伝導を良くすることができる。またノイズ対策用シールド材を、筐体１１の上面１１ｃの裏側と板金２４間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面１１ｃの裏側と板金２４を密着することができ、よって金属間の目に見えない隙間を介して漏洩電波（放射ノイズ）が飛ぶことを抑えることができる。また電磁波吸収熱伝導シートを、筐体１１の上面１１ｃの裏側と板金２４間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面１１ｃの裏側と板金２４を密着することができ、よって熱伝導を良くすることができ、且つ漏洩電波（放射ノイズ）を吸収することできる。
【００５３】
また板金２４に、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２の発熱部（ＩＣチップ等）に直に接触する良熱伝導体からなる接触子を接続し（固定し）、これら接触子および板金２４を介して放熱用フィン１２から放熱するようにすることもできる。なお、これら接触子は、筐体１１の上面１１Ｃの裏側に直接固定するようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態における産業用情報処理装置の斜視図である。
【図２】同産業用情報処理装置の内部構成図である。
【図３】同産業用情報処理装置の基板の配置による、基板間距離と相互インダクタンスの特性図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 産業用情報処理装置
１１ 筐体（装置本体）
１２ 放熱用フィン
２０ ＣＰＵ（チップ）
２１ ＣＰＵベースボード
２２ 拡張カスタムボード
２３ コネクタ
２４ 板金
２５ フェライト
３８ ＣＦカード
４１ ブリッジＩＣ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、客先仕様による拡張機能を有する産業用情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の上記産業用情報処理装置（ＰＣ）は、ＣＰＵを搭載した主基板と、客先が必要としている機能を搭載しているＩ／Ｆ拡張基板を選択して組み合わせることで構築されている。このＩ／Ｆ拡張基板は、ＩＳＡバス、ＰＣＩバス、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳを介して接続されることにより、Ｉ／Ｆ拡張基板を接続するためのバス拡張基板であるライザボード、バックプレーンボードを必要とし（例えば、特許文献１参照）、そうでない場合、ＣＰＵを搭載した主基板に直接Ｉ／Ｆ拡張基板を接続できるようなスペースを必要としている。
【０００３】
また従来、ＣＰＵ基板とＩ／Ｆ拡張基板を上下に配置し、コネクタで介して接続された産業用情報処理装置が知られている。またこのように基板を上下に重ねて産業用情報処理装置を小型化、薄型化、高密度実装化及び高速化する技術は、例えば、特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３２７５８８号公報
【特許文献２】特開平０８−２３１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の産業用情報処理装置において、バス拡張基板であるライザボード、バックプレーンボードを使用する場合、スペースが大きくなるデメリットと、コストが高くなるデメリットがあった。このため、スペースを考慮した場合、必要としている機能を全て一枚の基板に搭載した基板を、カスタマイズする場合が最も効率がよいが、客先の要望を聞き、一枚の基板として設計する場合、客先毎に必要とする仕様が異なるために、設計、検証に手間がかかり、コスト面で多くの開発費を要するという問題があった。特に、ＣＥ試験とＶＣＣＩ試験を満足しているかの検証、すなわち漏洩電波試験と伝導雑音試験を実施して規制値を満足しているかを試験し、満足していない場合に設計変更等のノイズ対策を実行し、規制値を満足させる検証には、時間とコストを要するという問題があった。さらに、一枚の基板として設計する場合、ボード本体（生ボード）の配線パターンの層の数は、ＣＰＵ基板で必要な配線パターンの層の数により設計されるが、拡張機能を実現する回路で必要な配線パターンの層の数は、実際にＣＰＵ基板で必要な配線パターンの層の数だけ必要としない。しかし、拡張機能を実現する回路でもＣＰＵ基板で必要な配線パターンの層の数と同一とならざるを得ず、ボード自体のコストが高くなるという問題があった。
【０００５】
また上下に基板を配置する構成では、ＣＰＵ基板に拡張基板が対向するために、ＣＰＵ基板から発生される漏洩電波（放射ノイズ）と誘導ノイズにより拡張基板が誤動作する可能性が大きく検証に時間がかかり、さらにこれら基板から発生する熱が互い影響しあい、また筐体内に収納されると発生した熱が筐体内の温度を上げて、基板の許容温度を超え、動作しなくなる恐れがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、耐ノイズ性能をアップさせ、ノイズ試験の検証を容易とし、さらに省スペースを実現し、かつ、カスタム対応の拡張部分のみを早急に開発できる産業用情報処理装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ＣＰＵを搭載した、装置の共通仕様により設計されたベースボードと、前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計されたカスタムボードとを備え、前記ベースボードとカスタムボードとを平面的に隣接して配置し、これらベースボードとカスタムボードを単数または複数のコネクタにより電気的に接続し、前記ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信を、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行うことを特徴とするものである。
【０００８】
上記構成によれば、次の作用が得られる。
１．ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信は、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行われる。よって、ベースボートは、客先の拡張仕様によりカスタムボードの機能が変わっても、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信ができ、共通仕様で対応できる。
【０００９】
２．設計段階で多くの検証の時間を要するＣＰＵを搭載したベースボートを設計しないことにより、大幅に装置の設計時間の短縮が可能となる。また拡張仕様によるカスタムボードの設計だけであれば見積もりも容易となり、装置の営業の早急な見積もり回答が可能になり、客先の要望に迅速に対応できる。
【００１０】
３．ベースボードとカスタムボードを平面的に配置することにより、ベースボードで発生する漏洩電波（放射ノイズ）と誘導ノイズがカスタムボードに影響する恐れが少なくなり、さらに互いの発熱が他方へ影響する恐れが少なくなり、さらに無駄なスペースが不要となり、装置を小さく薄くできる。
【００１１】
４．客先の拡張仕様により設計されるカスタムボードは、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信をするという規制以外に規制はなく、今までのリソースの応用が可能となり、カスタムボードの回路設計は容易となる。
【００１２】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記カスタムボードには、前記コネクタの近くに、前記インターフェイス規格に基づいてシリアル信号をパラレル信号に変換するブリッジＩＣを配設したことを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成によれば、ベースボードとカスタムボードとの間の予め設定したインターフェイス規格のシリアル信号は、ブリッジＩＣによりカスタムボードのパラレル信号に変換される。よって、ベースボートは、客先の拡張仕様によりカスタムボードの機能が変わっても、設定したインターフェイス規格のシリアル信号によりデータを送受信でき、共通仕様にできる。
【００１４】
また請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明であって、前記インターフェイス規格として、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳ、ＬＡＮ、ＳＡＴＡのうちの一つもしくは複数を選択することを特徴とするものである。
【００１５】
上記構成によれば、一般的なインターフェイス規格が採用され、データの送受信が行われる。
また請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明であって、前記ベースボードを配置したエリアと前記カスタムボードを配置したエリアとの間に、前記ベースボードより発生する漏洩電波を遮蔽する遮蔽手段を配置したことを特徴とするものである。
【００１６】
上記構成によれば、ベースボードを配置したエリアとカスタムボードを配置したエリアが、遮蔽手段により分離され、ベースボードより発生する漏洩電波がカスタムボードに影響を与えることが防止される。
【００１７】
また請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明であって、前記ＣＰＵのクロック周波数等の伝導雑音が、前記ベースボードから前記コネクタを通って前記カスタムボードへ伝播することを防止するフェライトを、前記コネクタに取り付けたことを特徴とするものである。
【００１８】
上記構成によれば、ベースボードより発生するＣＰＵのクロック周波数等の伝導雑音が、コネクタを通ってカスタムボードへ伝播することがフェライトにより防止され、よって伝導雑音がカスタムボードに影響を与えることが防止される。
【００１９】
また請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明であって、平面的に配置した前記ベースボードとカスタムボードを収納する、高さが低い薄型で箱状の装置本体を備え、前記装置本体の薄い側部に、外部機器と接続する外部コネクタを配置し、前記装置本体の略上面全体に、放熱用フィンを配設したことを特徴とするものである。
【００２０】
上記構成によれば、ベースボードとカスタムボードを平面的に配置することにより、互いの発熱が他方へ影響する恐れが少なくなるとともに、外部コネクタが薄い側部に集中し、装置本体の略上面全体が放熱用フィンとして使用されることにより、放熱の効率が向上する。よって、強制冷却する必要がなくなり、ファンが不要となる。
【００２１】
また請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明であって、前記放熱用フィンに、前記遮蔽手段を接触させたことを特徴とするものである。
上記構成によれば、ベースボードとカスタムボードで発生した熱が遮蔽手段を介して放熱用フィンに伝わって放熱される。
【００２２】
また請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明であって、前記放熱用フィンに、熱伝導シート、またはノイズ対策用シールド材、または電磁波吸収熱伝導シートを介して前記遮蔽手段を接触させたことを特徴とするものである。
【００２３】
上記構成によれば、熱伝導シートにより、放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない凹凸や製造誤差が吸収されて放熱用フィンと遮蔽手段とが密着し、熱伝導性がよくなる。またノイズ対策用シールド材により放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない隙間が完全に塞がれて隙間からベースボードより発生する漏洩電波が漏れることが確実に遮断される。また電磁波吸収熱伝導シートにより、放熱用フィンと遮蔽手段との間の目に見えない凹凸や製造誤差が吸収されて放熱用フィンと遮蔽手段とが密着し、熱伝導性がよくなり、且つ漏洩電波が吸収される。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の産業用情報処理装置は、次の優れた効果を有している。
１．ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信は、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行われることにより、ベースボートは、客先の拡張仕様によりカスタムボードの機能が変わっても、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信でき、共通仕様で対応できる。
【００２５】
２．設計段階で多くの検証の時間を要するＣＰＵ基板を搭載したベースボードを設計しないことにより、大幅に装置の設計時間を短縮でき、納期を短縮でき、また拡張機能によるカスタムボードの設計だけであれば見積もりも容易となり、営業の早急な装置の見積もり回答が可能になる。
【００２６】
３．ベースボードとカスタムボードを平面上に配置することにより、ベースボードで発生する漏洩電波（放射ノイズ）と誘導ノイズがカスタムボードに影響する恐れを少なくでき、さらに互いの発熱が他方へ影響する恐れを少なくでき、さらに無駄なスペースが不要となり、小さく薄くできる。
【００２７】
４．客先の拡張仕様による設計されるカスタムボードは、設定したインターフェイス規格により常にデータの送受信をするという規制以外に規制はなく、今までのリソースを応用でき、カスタムボードの回路設計を容易にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態における産業用情報処理装置の斜視図である。
図１において、１１は産業用情報処理装置１０の筐体（装置本体）であり、高さ（Ｈ）が低い、薄くてフラットな箱体形状、例えば、寸法を幅（Ｗ）２５６ｍｍ、奥行き（Ｄ）１８３ｍｍ、高さ（Ｈ）２５ｍｍとした薄型の箱の形状としている。この筐体１１の高さ（Ｈ）と奥行き（Ｄ）で規定される正面１１ａには、後述するスイッチ、ランプ、ポート等を外方へ突出させるための孔が設けられ、筐体１１の高さ（Ｈ）と幅（Ｗ）で規定される側面１１ｂには、シリアルポート等を外部へ突出させるための孔が設けられ、さらに幅（Ｗ）と奥行き（Ｄ）で規定される広い上面１１ｃには、全体に放熱用フィン１２が配設されている。
【００２９】
また筐体１１の内部には、図２に示すように、奥行き（Ｄ）の寸法が同一の２枚のボード、すなわちＣＰＵ（チップ）２０を搭載し一般のＰＣとして機能する、装置（産業用情報処理装置）の共通仕様により設計されたＣＰＵベースボード（ＣＰＵ基板）２１と、前記共通仕様より外れた客先の拡張仕様により設計された拡張カスタムボード（拡張基板）２２が、ＣＰＵベースボード２１を正面１１ａ側に置いて平面的に隣接して配置され、これらＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２の対向する側部に、互いに係合するオスとメスのコネクタ２３が設けられ、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２はこれらコネクタ２３により電気的に接続されている。
【００３０】
また筐体１１の内部には、ＣＰＵベースボード２１を配置したエリアＸと拡張カスタムボード２２を配置したエリアＹとの間に、ＣＰＵベースボード２１より発生する漏洩電波（放射ノイズ）が空間を通って拡張カスタムボード２２へ飛ぶことを遮蔽する板状の板金（遮蔽手段の一例）２４が取り付け自在に配置されている。この板金２４は、コネクタ２３の箇所を除いて、筐体１１の内部を空間的に前記各エリアＸ，Ｙに分離しており、筐体１１内に、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２が実装された後に、取り付けられる。
【００３１】
またコネクタ２３には、コネクタ２３を伝わってＣＰＵ２０のクロック周波数等の伝導雑音（電磁波）が漏れることを防止するために、フラットなフェライト２５が上下を挟むように取り付けられている。
［ＣＰＵベースボード２１］
前記ＣＰＵベースボード２１上には、ＣＰＵ（チップ）２０の他に、Ｉ/Ｏコントローラハブ、クロック、半導体メモリ等が搭載され、さらにＣＰＵベースボード２１上には正面１１ａ側に、正面左側から順に、ＤＣ電源入力コネクタ２６、電源パワースイッチ２７、ハードウェアリセットスイッチ２８、３個のＬＥＤランプ（電源、ステータス、アクセス表示用）２９、ライン出力用コネクタ（Ｌ-ｏｕｔ）３０、ＦＤドライブ、プリンタ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等が接続される４個のＵＳＢポート３１、液晶ディスプレイが接続されるディスプレイ用コネクタ３２、２個のＬＡＮコネクタ３３、データ送信用（または受信用）第１シリアルポート３４が設けられ、ＵＳＢポート３１の下方とＬＡＮコネクタ３３の下方にそれぞれ、ＣＦカードスロット３５が設けられている。またＣＰＵベースボード２１上には、側面１１ｂ側に、データ受信用（または送信用）第２シリアルポート３６が設けられている。
【００３２】
筐体１１にこのＣＰＵベースボード２１を取り付けたときに、前記正面１１ａ側に設けたＤＣ電源入力コネクタ２６、電源パワースイッチ２７、ハードウェアリセットスイッチ２８、３個のＬＥＤランプ２９、ライン出力用コネクタ３０、４個のＵＳＢポートコネクタ３１、ディスプレイ用コネクタ３２、２個のＬＡＮコネクタ３３、第１シリアルポート３４、およびＣＦカードスロット３５の先端部は、図１に示すように、筐体１１の正面１１ａから突出し、また第２シリアルポート３６の先端は、図１に示すように、筐体１１の側面１１ｂから突出する。
【００３３】
上記ＣＰＵベースボード２１のハードウェアは、装置の共通仕様により設計されており、予めＯＳが書き込まれ上記ＣＦカードスロット３５に接続されるＣＦカード３８により起動され、さらに拡張カスタムボード２２に搭載される拡張機能に応じて、さらに拡張カスタムボード２２に搭載される拡張機能やドライブ等に応じてアプリケーションプログラムが書き込まれ、ＣＰＵ２０はこのアプリケーションプログラムに応じて、ＵＳＢポート３１を介してＦＤドライブやプリンタの駆動を行い、ＬＡＮコネクタ３３またはシリアルポート３４，３６を介して外部機器とのデータ通信を行うとともに、前記拡張機能に対応して動作するよう構成され、さらにＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２との間の予め設定したインターフェイス規格（例えば、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳ）に基づいて拡張カスタムボード２２との間で、データ通信を行うように構成されている。また単体で動作することができる。
【００３４】
このＣＰＵベースボード２１は、設計段階で多くの時間とコストを要する、ＣＥ試験とＶＣＣＩ試験を満足するかどうかの検証が実施され、すなわち試験結果に基づいて、規制値を満足するまでノイズ対策（基板の配線パターンの変更、部品の位置の変更等）が実施され、検証が終了すると、量産されてノイズ試験の検証済みボードとしてストックされる。さらに上記板金２４とフェライト２５を組み合わせることで、ＣＰＵベースボード２１で発生する漏洩電波（放射ノイズ）と伝導雑音の拡張カスタムボード２２への影響を検証でき、検証済みのＣＰＵベースボード２１を使用することにより、装置としてのノイズ試験の検証を容易にすることができる。
［拡張カスタムボード２２］
前記拡張カスタムボード２２上には、客先の拡張仕様により設計され、拡張機能を実現する機器・部品とポートが配置され、前記拡張仕様を、基板１枚で実現している。
【００３５】
さらに拡張カスタムボード２２上には、コネクタ２３の近くに、拡張カスタムボード２２のパラレル信号を、前記インターフェイス規格に基づいてシリアル信号に変換してＣＰＵベースボード２１へ送信し、ＣＰＵベースボード２１から受信したシリアル信号をパラレル信号に変換するブリッジＩＣ４１が配設されている。
【００３６】
客先の拡張仕様による拡張機能には、客先の数だけバリエーションがある。このような拡張機能には、例えば次のものがある。
１．図２に一例として示すように、ＣＰＵベースボード２１の２ｃｈ（チャンネル）のシリアルポート３４，３６以外のシリアルポート４２の増設。
２．ＨＤＤの内蔵（ＲＡＩＤ）。
３．ＵＳＢからの変換なしで、且つＤ−Ｓｕｂコネクタケーブルを直接接続するための、Ｄ−Ｓｕｂコネクタの増設。
４．多ｃｈの画像出力を可能とするグラフィックコントローラの増設（ＶＧＡ）。
５．アナログ入出力点、ディジタル入出力点の増設。
【００３７】
拡張カスタムボード２２は、客先の拡張仕様に応じてその都度、ＣＰＵベースボード２１の配線パターンの層の数に規制されずに、ボード本体（基板）の配線パターンが設計され基板の配線パターンの層が決定され、基板が製作されて機器・部品が実装され、拡張カスタムボード２２単体で、動作が検査される。
【００３８】
その後、筐体１１に実装され、コネクタ２３により共通仕様のＣＰＵベースボード２１と接続される。
また上述したように、拡張機能の内容により、ＣＦカード３８のアプリケーションプログラムが変更される。
【００３９】
また拡張カスタムボード２２に配置される上記シリアルポート４２やＤ−Ｓｕｂコネクタの先端は、両側面１１ｂ、または正面１１ａとは反対側の背面１１ｄから突出され、筐体１１の薄い側部（正面１１ａ、両側面１１ｂ、背面１１ｄ）に、外部機器と接続する外部コネクタが配置されている。外部コネクタは、上記ライン出力用コネクタ３０、ＵＳＢポートコネクタ３１、ディスプレイ用コネクタ３２、ＬＡＮコネクタ３３、第１シリアルポート３４、第２シリアルポート３６、シリアルポート４２、Ｄ−Ｓｕｂコネクタ等である。
【００４０】
上記構成により、産業用情報処理装置１０は次の手順で製作される。
まず客先から客先の拡張仕様が送られてくると、上述したように拡張カスタムボード２２が設計・製作され、この拡張カスタムボード２２の設計・製作に平行して、拡張機能、接続するドライブに応じて、ＣＰＵ２０のプログラムが製作され、ＣＦカード３８に書き込まれる。
【００４１】
拡張カスタムボード２２が製作されると検査が実行され、終了すると、ストックされていた筐体１１に、まずストックされていたＣＰＵベースボード２１が実装され、続いてコネクタ２３の上下を挟むようにフェライト２５が取り付けられ、拡張カスタムボード２２が実装され、コネクタ２３により共通仕様のＣＰＵベースボード２１と接続される。
【００４２】
続いて、板金２４が、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を分離するように取り付けられる。
続いて、通電されて、プログラムが書き込まれたＣＦカード３８が、ＣＰＵベースボード２１のＣＦカードスロット３５に取り付けられ、ＯＳ，アプリケーションプログラムが実行される。
【００４３】
そして、動作検査の後、客先へ出荷される。
以上のように本実施の形態によれば、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２との間のデータの送受信は、予め設定したインターフェイス規格に基づいて実行されることにより、ＣＰＵベースボード２１は、客先の拡張仕様により拡張カスタムボード２２の拡張機能が変わっても、データを送受信でき、ＣＰＵベースボード２１を共通仕様で対応できる。よって、客先毎にＣＰＵ周りの回路設計をしなくて済み、量産しノイズ試験の検証済みボードとして予めストックしておくことができ、装置としての設計・検証の時間を大幅に短縮できる。またこのように、ＣＰＵ周りの回路を設計せずに、ＣＰＵベースボード２１を使用することにより、客先の拡張仕様に基づく拡張カスタムボード２２の設計だけで済み、よって装置の見積もりも容易となり、営業の早急な見積もり回答が可能になる。また拡張カスタムボード２２は、ＣＰＵベースボード２１とは別基板となることにより、今までのリソースを活用でき、配線パターンの設計を容易にでき、設計時間を短縮することができる（なお、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を同一基板とすると、拡張部の基板の配線パターンの層の数をＣＰＵ部と同じにしなくてはならず、今までのリソースを活用することが困難となる）。
【００４４】
また本実施の形態によれば、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置することにより、ＣＰＵベースボード２１で発生する漏洩電波（放射ノイズ）と誘導ノイズが拡張カスタムボード２２に影響する恐れを少なくできる。図３に示すように、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を上下に対向させてきた場合と比較して、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置したときの相互インダクタンスを少なくすることができ、電磁誘導ノイズの影響を少なくすることができる。図３では、ＣＰＵベースボード２１の配線パターンをボード外周のコイル１で代表し、拡張カスタムボード２２の配線パターンをボード外周のコイル２で代表して、モデル１ではコイル１とコイル２を距離ｄ（ｍｍ）で上下で対向させ、モデル２では、コイル１とコイル２を平面的に距離ｄ（ｍｍ）を離して配置している。そして、コイル１に一定電流を流し、距離ｄ（ｍｍ）を変化させてコイル２の起電力ｅを測定することにより、距離ｄ（ｍｍ）を変化に伴う相互インダクタンスＭを測定している。コイル１とコイル２の長さはボード２１，２２の外周寸法（横幅ａ＝１２５ｍｍ，縦幅ｂ＝１８０ｍｍ）に合わせている。図３（ｂ）の基板間距離ｄと相互インダクタンスＭの特性図から判るように、コイル１とコイル２を平面的に配置したモデル２は、コイル１とコイル２を上下対向したモデル１と比較して相互インダクタンスＭが小さく、ＣＰＵベースボード２１が動作しているときに拡張カスタムボード２２は、相互インダクタンスＭによる影響を受けにくく、よって電磁誘導ノイズの影響を受けにくいことが判る。同様に、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２との間を距離を大きくできることにより、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２間の静電容量も小さくなり、静電誘導ノイズも低減できる。また漏洩電波（放射ノイズ）も低減できる。
【００４５】
またＣＰＵベースボード２１を配置したエリアＸと拡張カスタムボード２２を配置したエリアＹが、板金２４により空間的に分離されることにより、ＣＰＵベースボード２１より発生する漏洩電波（放射ノイズ）が、筐体１１内の空間を通って拡張カスタムボード２２に飛ぶことを防止でき、漏洩電波が拡張カスタムボード２２に影響を与えることを防止できる。さらにＣＰＵベースボード２１より発生するＣＰＵ２０のクロック周波数等の伝導雑音が、コネクタ２３を通って拡張カスタムボード２２へ伝播することをフェライト２５により防止でき、前記伝導雑音が拡張カスタムボード２２に影響を与えることを防止できる。
【００４６】
このように、ＣＰＵベースボード２１にて発生する漏洩電波と伝導雑音の拡張カスタムボード２２への影響を防止することができることにより、客先の拡張仕様に応じて、その都度、設計される拡張カスタムボード２２のノイズに対する検証が容易となり、拡張カスタムボード２２の設計・検証時間とコストを削減することができる。
【００４７】
また本実施の形態によれば、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置することにより、互いの発熱が他方へ影響する恐れを少なくでき、また筐体１１の略上面１１ｃ全体が放熱用フィン１２として使用されることにより、放熱の効率を向上でき、よって、強制冷却する必要がなくなり、冷却ファンを不要にでき、装置の信頼性を向上させることができる。またＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置することにより、筐体１１内の発熱量の見積もりが容易となり、よって筐体１１（放熱用フィン１２を含む）の設計が容易となり、また逆に標準の筐体１１の形状が決定されると、客先毎に設計される拡張カスタムボード２２からの可能な発熱量が決まり、拡張カスタムボード２２の発熱に対する回路設計が容易となる。
【００４８】
また本実施の形態によれば、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２を平面的に隣接して配置することにより、筐体１１の設計が容易となるとともに、無駄なスペースが不要となり、装置を薄く小さくすることができ、よって装置を小さなスペースに配置・取り付けることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態によれば、インターフェイス規格として、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳを使用しているが、一般的なインターフェイス規格、例えばＬＡＮ、ＳＡＴＡのうちの一つもしくは複数を選択して使用することもできる。例えば、拡張カスタムボード２２に、ハードディスクとアナログＩ／Ｏを搭載するときは、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳとＳＡＴＡを使用する。
【００５０】
また本実施の形態によれば、遮蔽手段として、ＣＰＵベースボード２１を配置したエリアＸと拡張カスタムボード２２を配置したエリアＹとの間に、板状の板金２４を配置しているが、この板金２４は、板状に限ることはなく、網板状としてもよい。このとき、エリアＸが密閉状態でなくなり、発生した熱がエリアＹに移動できるために、筐体１１の熱対策を容易にすることができる。
【００５１】
また本実施の形態によれば、板状もしくは網板状の板金２４は、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２が実装された後に筐体１１内に取り付けられるようにしているが、板金２４を良熱伝導体から構成し、予め、筐体１１の上面１１ｃの裏側に各エリアＸ，Ｙを分離するように固定しておくこともできる。このとき、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２が実装された後に、筐体１１の上面１１ｃを被せると（取り付けると）、各エリアＸ，Ｙは板金２４により分離され、よって漏洩電波がＣＰＵベースボード２１より空間を通って拡張カスタムボード２２へ飛ぶことを遮蔽でき、さらに上面１１Ｃの放熱用フィン１２に板金２４が接触し、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２で発生した熱が板金２４を介して放熱用フィン１２に伝わって放熱され、よって放熱の効率を向上できる。
【００５２】
また板金２４を、筐体１１の上面１１ｃの裏側に固定するとき、放熱のための熱伝導シート、またはノイズ対策用シールド材（ガスケット）、または電磁波吸収能力のある（電磁波吸収性の優れた）電磁波吸収熱伝導シート{例えば、株式会社ジェルラック製のλＧＥＬ(商標)}を介して（挟んで）固定するようにすることもできる。前記熱伝導シートを、筐体１１の上面１１ｃの裏側と板金２４間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面１１ｃの裏側と板金２４を密着することができ、よって熱伝導を良くすることができる。またノイズ対策用シールド材を、筐体１１の上面１１ｃの裏側と板金２４間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面１１ｃの裏側と板金２４を密着することができ、よって金属間の目に見えない隙間を介して漏洩電波（放射ノイズ）が飛ぶことを抑えることができる。また電磁波吸収熱伝導シートを、筐体１１の上面１１ｃの裏側と板金２４間に挟むことにより、目に見えない凹凸、製造誤差を吸収して上面１１ｃの裏側と板金２４を密着することができ、よって熱伝導を良くすることができ、且つ漏洩電波（放射ノイズ）を吸収することできる。
【００５３】
また板金２４に、ＣＰＵベースボード２１と拡張カスタムボード２２の発熱部（ＩＣチップ等）に直に接触する良熱伝導体からなる接触子を接続し（固定し）、これら接触子および板金２４を介して放熱用フィン１２から放熱するようにすることもできる。なお、これら接触子は、筐体１１の上面１１Ｃの裏側に直接固定するようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態における産業用情報処理装置の斜視図である。
【図２】同産業用情報処理装置の内部構成図である。
【図３】同産業用情報処理装置の基板の配置による、基板間距離と相互インダクタンスの特性図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０ 産業用情報処理装置
１１ 筐体（装置本体）
１２ 放熱用フィン
２０ ＣＰＵ（チップ）
２１ ＣＰＵベースボード
２２ 拡張カスタムボード
２３ コネクタ
２４ 板金
２５ フェライト
３８ ＣＦカード
４１ ブリッジＩＣ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＰＵを搭載した、装置の共通仕様により設計されたベースボードと、
前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計されたカスタムボードと
を備え、
前記ベースボードとカスタムボードとを平面的に隣接して配置し、
これらベースボードとカスタムボードを単数または複数のコネクタにより電気的に接続し、
前記ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信を、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行うこと
を特徴とする産業用情報処理装置。
【請求項２】
前記カスタムボードには、前記コネクタの近くに、前記インターフェイス規格に基づいてシリアル信号をパラレル信号に変換するブリッジＩＣを配設したこと
を特徴とする請求項１に記載の産業用情報処理装置。
【請求項３】
前記インターフェイス規格として、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳ、ＬＡＮ、ＳＡＴＡのうちの一つもしくは複数を選択すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の産業用情報処理装置。
【請求項４】
前記ベースボードを配置したエリアと前記カスタムボードを配置したエリアとの間に、前記ベースボードより発生する漏洩電波を遮蔽する遮蔽手段を配置したこと
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の産業用情報処理装置。
【請求項５】
前記ＣＰＵのクロック周波数等の伝導雑音が、前記ベースボードから前記コネクタを通って前記カスタムボードへ伝播することを防止するフェライトを、前記コネクタに取り付けたこと
を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の産業用情報処理装置。
【請求項６】
平面的に配置した前記ベースボードとカスタムボードを収納する、高さが低い薄型で箱状の装置本体を備え、
前記装置本体の薄い側部に、外部機器と接続する外部コネクタを配置し、
前記装置本体の略上面全体に、放熱用フィンを配設したこと
を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の産業用情報処理装置。
【請求項７】
前記放熱用フィンに、前記遮蔽手段を接触させたこと
を特徴とする請求項６に記載の産業用情報処理装置。
【請求項８】
前記放熱用フィンに、熱伝導シート、またはノイズ対策用シールド材、または電磁波吸収熱伝導シートを介して前記遮蔽手段を接触させたこと
を特徴とする請求項６に記載の産業用情報処理装置。
【請求項１】
ＣＰＵを搭載した、装置の共通仕様により設計されたベースボードと、
前記共通仕様から外れた客先の拡張仕様により設計されたカスタムボードと
を備え、
前記ベースボードとカスタムボードとを平面的に隣接して配置し、
これらベースボードとカスタムボードを単数または複数のコネクタにより電気的に接続し、
前記ベースボードとカスタムボードとの間のデータの送受信を、予め設定されたインターフェイス規格に基づいて行うこと
を特徴とする産業用情報処理装置。
【請求項２】
前記カスタムボードには、前記コネクタの近くに、前記インターフェイス規格に基づいてシリアル信号をパラレル信号に変換するブリッジＩＣを配設したこと
を特徴とする請求項１に記載の産業用情報処理装置。
【請求項３】
前記インターフェイス規格として、ＰＣＩ ＥＸＰＲＥＳＳ、ＬＡＮ、ＳＡＴＡのうちの一つもしくは複数を選択すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の産業用情報処理装置。
【請求項４】
前記ベースボードを配置したエリアと前記カスタムボードを配置したエリアとの間に、前記ベースボードより発生する漏洩電波を遮蔽する遮蔽手段を配置したこと
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の産業用情報処理装置。
【請求項５】
前記ＣＰＵのクロック周波数等の伝導雑音が、前記ベースボードから前記コネクタを通って前記カスタムボードへ伝播することを防止するフェライトを、前記コネクタに取り付けたこと
を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の産業用情報処理装置。
【請求項６】
平面的に配置した前記ベースボードとカスタムボードを収納する、高さが低い薄型で箱状の装置本体を備え、
前記装置本体の薄い側部に、外部機器と接続する外部コネクタを配置し、
前記装置本体の略上面全体に、放熱用フィンを配設したこと
を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の産業用情報処理装置。
【請求項７】
前記放熱用フィンに、前記遮蔽手段を接触させたこと
を特徴とする請求項６に記載の産業用情報処理装置。
【請求項８】
前記放熱用フィンに、熱伝導シート、またはノイズ対策用シールド材、または電磁波吸収熱伝導シートを介して前記遮蔽手段を接触させたこと
を特徴とする請求項６に記載の産業用情報処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１５３６６９（Ｐ２０１０−１５３６６９Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３１６５８（Ｐ２００８−３３１６５８）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（５９２００７６０１）株式会社コンテック (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（５９２００７６０１）株式会社コンテック (19)
【Ｆターム（参考）】
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