JP2007141836A - ケーブル組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】取り付けが容易になった、キャビネット内のバックプレーンと電子装置との間のケーブル組立体を提供する。
【解決手段】中空スリーブ（２０２）と、中空スリーブ（２０２）内の導電体（２０１）と、スリーブ（２０２）の両端に固定される、導電体（２０１）の両端の第１のコネクタ（２０４）と第２のコネクタ（２１０）とを備え、第１のコネクタ（２０４）が、キャビネットのバックプレーン上の対応するコネクタにブラインド嵌合するように構成され、第２のコネクタ（２１０）が、キャビネット内の電子装置に結合するように構成されており、導電体（２０１）を介して、バックプレーンから電子装置に電力が供給されることを特徴とするケーブル組立体（２００）を提供する。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、ケーブル組立体に関する。

サーバやコンピュータなどの電子装置は、多くの場合、配電キャビネット内に組み込まれる（設置される）。配電キャビネットは、外部電源から電力を受け取り、その電力はキャビネットのバックプレーンに提供される。

キャビネットのバックプレーンは、間で（バックプレーンと電子装置と間で）結合されたブスバー（母線）および／またはケーブルを介して、キャビネットに収容された電子装置に電力を提供する。ブスバーとケーブルとは取り付けが難しく修理する費用が高い。

本発明のケーブル組立体は、中空スリーブと、中空スリーブ内の導電体と、スリーブの両端に固定される、導電体の両端の第１のコネクタと第２のコネクタとを備え、第１のコネクタが、キャビネットのバックプレーン上の対応するコネクタにブラインド嵌合するように構成され、第２のコネクタが、キャビネット内の電子装置に結合するように構成されており、導電体を介して、バックプレーンから電子装置に電力が供給されることを特徴とする。

次に、添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する。

以下の説明および特許請求の範囲の全体にわたって、いくつかの用語が特定のシステム構成要素を指すために使用される。当業者が理解するように、構成要素は会社によって異なる名前で呼ばれる場合がある。本明細書は、機能ではなく名前が異なる構成要素を区別するものではない。以下の考察と特許請求の範囲において、用語「含む」と「備える」とは、制限のない形式で使用され、したがって「〜を含むがそれらに限定されない」と解釈されるべきである。また、用語「結合する」は、間接と直接の両方の電気接続を意図する。したがって、第１の装置が第２の装置と結合する場合、その接続は、直接の電気接続によるものでも、他の装置および接続を介した間接の電気接続によるものでもよい。

以下の考察は、本発明の様々な実施形態を対象とする。これらの実施形態の１つまたは複数が好ましい場合があるが、開示した実施形態は、特許請求の範囲を含む開示の範囲を限定するように解釈されるべきではなく、他の形で使用される（さもなければ、限定するように使用される）べきでもない。更に、当業者は、以下の説明が幅広い応用例を有し、任意の実施形態の検討は単にその実施形態の例示であることを意味し、特許請求の範囲を含む開示の範囲がその実施形態に限定されることを暗示するものではないことを理解するだろう。

本明細書では、配電キャビネット（ＰＤＣ）バックプレーンを、ＰＤＣ内に収容された電子装置に電気的に結合するために使用されるケーブルを収容することができる、ケーブル組立体スリーブを開示する。このスリーブは、実質的に剛性の材料で作成され、ＰＤＣ内にケーブル組立体と電子装置を設置するのを容易にするさらなる特性を備える。

図１は、ＰＤＣ１００の三次元図を示す。ＰＤＣ１００は、電源１０２、バックプレーン１０４、および複数の水平な棚板１０６のうちの１つの棚板に載せる電子装置１０８を含む。少なくともいくつかの実施形態において、電子装置１０８はセルボードであり、このセルボードは、電力変換装置、データバス、プロセッサ、メモリなどの構成要素から構成されるロジックボードである。さらに後で説明するように、いくつかのそのような実施形態において、複数のセルボードがサーバなどのシステムに収容される場合がある。ＰＤＣ１００は、ＰＤＣ１００の移動を容易にするホイール１１０を有するが、ホイール１１０は必ずしも必要ではない。電源は、電源接続１１８を含み、いくつかの実施形態において、電源接続１１８は、交流（ＡＣ）壁コンセントに嵌め込むことができるプラグを有する。電源１０２は、電源接続１１８を介して電力を受け取り、次に電源接続１１２を介して交流（ＡＣ）または直流（ＤＣ）電力をバックプレーン１０４に提供する。バックプレーン１０４は、図に示したコネクタ１１６などの複数の電源コネクタを有する。コネクタ１１６は、電子装置１０８上のコネクタ１１４に対応する。コネクタ１１６をコネクタ１１４に結合することによって、装置１０８に電力が供給される。したがって、電力の伝達は、キャビネット１００外部の電源が、電源接続１１８を介して電源１０２に電力を提供し、電源１０２が、電源接続１１２を介してバックプレーン１０４に電力を提供し、バックプレーン１０４が、（ケーブル組立体２００によって）コネクタ１１４に結合されたコネクタ１１６を介して電子装置１０８に電力を提供することにより行われる。バックプレーン１０４によって提供される電力は、さらに後で詳しく述べるように、バックプレーン１０４に収容された電力管理プロセッサ１２０によって調整される。

本発明の実施形態によれば、図２ａは、コネクタ１１６をコネクタ１１４に電気的に結合し、それによりバックプレーン１０４から電子装置１０８に電力を提供するために使用される導電ケーブル組立体２００を示す。ケーブル組立体２００は、剛性で中空の部分に、絶縁性のスリーブ２０２に収容されたケーブル２０１を含む。スリーブ２０２は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル−ブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、または様々な他のプラスチックのいずれかなどのプラスチック材料で作成することができる。スリーブ２０２を製造するために使用できるプラスチックの少なくともいくつかは、２００３年９月にＴｈｏｍｓｏｎ Ｄｅｌｍａｒ Ｌｅａｒｎｉｎｇ（社）のＴｅｒｒｙ Ｌ． Ｒｉｃｈａｒｄｓｏｎらによって「Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｌａｓｔｉｃｓ」に提供されており、これらは、引用により本明細書に組み込まれるものとする。代替として、スリーブ２０２は、非プラスチックを使用して製造されてもよい。ケーブル２０１は、銅配線などの任意の適切な導電材料や、この導電材料のまわりのプラスチックなどの絶縁材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、ケーブル２０１は、スリーブモールド成形プロセスでスリーブ２０２に組み込まれてもよく、他の実施形態において、ケーブル２０１は、既に形成されたスリーブ２０２に組み込まれてもよい。本明細書に開示される様々な実施形態は、ケーブル２０２の観点で説明するが、これらの実施形態の少なくともいくつかは、ケーブル２０２の代わりの剛性金属（例えば、銅）のバーを代用することができる。

スリーブ２０２を製造するために使用される材料に関係なく、少なくともいくつかの実施形態では、材料は、約１０⁸オーム／単位面積（例えば、平方インチ、平方センチメートル）の抵抗率を有する。開示の範囲は、約１０⁸オーム／単位面積の材料を使用することに限定されるものではない。一般に、スリーブ２０２を製造するために使用される材料は、ケーブル組立体２００とその隣りのケーブル組立体との間のアーク（アーク放電）発生を防ぐように十分に絶縁性である。しかしながら、スリーブ２０２は、また、コネクタ１１４での静電放電を防ぐように十分に導電性であり、これによりコネクタ１１４および／または電子装置１０８の破損を防ぐ。スリーブ２０２の形状は、円形、長方形または楕円の断面を有する円筒でよいが、任意の形状を使用することができる。スリーブ２０２のサイズ（例えば、長さ、幅、厚さ）は、用途に特有であり、必要に応じて調整されることがある。

スリーブ２０２は、図示したように両方の端（それぞれ片側）にコネクタ２０４および２１０を有する。各コネクタ２０４、２１０は、スリーブ２０２内に収容されたケーブル２０１に結合され、その結果、電流が、ケーブル２０１を介してコネクタ２０４とコネクタ２１０の間で流れる。コネクタ２０４、２１０は、それぞれコネクタ１１６、１１４に繋がる。コネクタ２０４、１１６とコネクタ２１０、１１４は、コネクタ２０４、１１６（コネクタ２０４、１１６間）とコネクタ２１０、１１４（コネクタ２１０、１１４間）を互いに（それぞれ）結合することができる限り、どのタイプのコネクタでもよい。例えば、コネクタ２０４は、雌型コネクタ１１６と嵌合する複数の雄型ピンを含んでもよく、あるいはその逆でもよい。必要に応じて他のタイプの接続を使用することができる。

スリーブ２０２は、必要に応じて、スリーブ２０２と同じ材料を使用して製造することができる複数のガイドピン２０６を備える。図２ａに示したように、ガイドピン２０６は、スリーブ２０２のコネクタ２０４と同じ側の端に配置される。いくつかの実施形態において、ガイドピン２０６は、弾丸型（例えば、円筒状）の突起を有することができるが、（本発明の）開示の範囲はそのように限定されない。ガイドピン２０６は、後でさらに詳しく説明するように、コネクタ１１６と「ブラインド嵌合」するようにコネクタ２０４をガイドするのを支援するために使用される。スリーブ２０２は、また、コネクタ２１０と同じ端に結合された板２１２を有する。板２１２からは、コネクタ２１０だけでなく留めねじ２０８が突出することができる。留めねじ２０８は、板２１２を通り抜けてコネクタ２１０の反対側で突き出している。板２１２および／またはねじ２０８は、金属、プラスチックまたは他の適切なタイプの材料、ならびに任意の適切なサイズおよび形でよい。例えば、図２ａに示したように、板２１２は、実質的に長方形のものであってよい。留めねじ２０８と板２１２は、後でさらに詳しく説明するように使用される。

図２ｂは、図２ａに矢印２５０で示したような（矢印２５０の方向で見たときの）ケーブル組立体２００の平面図を示す。詳細には、図２ｂは、コネクタ２０４とガイドピン２０６を含む組立体２００の端を示す。コネクタ２０４は、複数の雄型接続ピン２５２を含むように示されているが、（本発明の）開示の範囲は、コネクタ間（コネクタ２０４とコネクタ１１６との間）の電気接続を確立するためにそのようなピンを使用することに限定されない。コネクタ２０４は、コネクタ２０４が実質的に動かないようにスリーブ２０２によって固定される。すなわち、コネクタ２０４は、コネクタ２０４に「動く余地（揺れる余地）」がほとんどない、すなわち全くないようにスリーブ２０２によってしっかりと固定される。後でさらに詳しく説明するように、コネクタ２０４をスリーブ２０２にそのように固定することによって、コネクタ２０４をコネクタ１１６に「ブラインド嵌合」しやすくなる。ガイドピン２０６が、スリーブ２０２の一部として形成されてもよく、ガイドピン２０６が、スリーブ２０２と別に形成され、次にスリーブ２０２に取り付けられてもよい。

図３は、キャビネット１００に収容されたシャーシ３００（図１のキャビネット１００内には示されていない）を示す。より具体的には、シャーシ３００は、電子装置１０８とバックプレーン１０４の間に配置される。シャーシ３００は、図示したように、複数のＩビーム３０２と、Ｉビーム３０２の間に形成された複数のトンネル３０４を有する。各トンネル３０４は中空であり、トンネルの各端に開口部がある。各トンネルは、前側面３０６に露出した１つの開口と、後側面３０８に露出した別の開口とを有する。後側面３０８は、前側面３０６と実質的に平行である。図示したように、トンネル３０４は、実質的にＩビーム３０２と垂直になるように配置される。Ｉビーム３０２は、トンネル３０４を支持する役割をする。Ｉビーム３０２は、キャビネット１００の壁などの任意の適切な構造によってキャビネット１００内に支持されることがある。少なくともいくつかの実施形態において、シャーシ３００は、ＰＶＣやＡＢＳなどの抵抗材料を含むが、開示の範囲は、これらの材料に限定されない。

図４は、ケーブル組立体２００をシャーシ３００のトンネル３０４ａに差し込む様子を示す。スリーブ２０２は、シャーシ３００の前側面３０６に露出したトンネル３０４ａの開口に差し込まれる。少なくともいくつかの実施形態において、組立体２００は、コネクタ２１０が前側面３０６に露出し、コネクタ２０４が後側面３０８に露出するように差し込まれる。トンネル３０４ａは、組立体２００がトンネル３０４ａ内にぴったりとはまり、組立体２００がトンネル３０４ａに完全に差し込まれたときに、後で説明するように、コネクタ２１０、２０４がそれぞれコネクタ１１４、１１６に結合できるようなサイズ（例えば、長さ、幅）のものである。具体的に示していないが、シャーシ３００内の他のトンネル３０４にさらに別のケーブル組立体を差し込んで、バックプレーン１０４からキャビネット１００内のさらに他の電子装置に電力を提供することができる。

図５は、キャビネット１００に取り付けられたシャーシ３００を示す。シャーシ３００内の各トンネル３０４は、ケーブル組立体（２００）を収容する。説明のために、トンネル３０４ａは、トンネル３０４ａの一部分とスリーブ２０２との一部分が除去された状態で示されている。トンネル３０４ａが、スリーブ２０２内に収容されたケーブル２０１を含むことが分かる。板２１２がトンネル３０４ａと接したとき、コネクタ２０４とガイドピン２０６とが、後側面３０８でトンネル３０４ａから出る。

シャーシ３００は、ケーブル組立体２００がトンネル３０４ａに完全に差し込まれたときに、コネクタ２０４が、バックプレーン１０４上のコネクタ１１６とぴったりと結合するようなバックプレーン１０４からの距離でキャビネット１００に取り付けられる。いくつかの実施形態において、オプションのガイドピン２０６が、バックプレーン１０４上のコネクタ１１６の両側にある穴（特に図示していない）と嵌合する。シャーシ３００がＰＤＣ１００に組み込まれたとき、ケーブル組立体２００をトンネル（例えば、トンネル３０４ａ）に差し込むことができ、それによりスリーブ２０２上のコネクタ２０４が、バックプレーン上の対応するコネクタ１１６と電気的に結合され、この操作は、必要に応じて、対応する穴と嵌合されるガイドピン２０６によって容易にされる。ケーブル組立体２００が、コネクタ１１６と嵌合するコネクタ２０４を有するのと全く同じように、他のトンネル３０４に差し込まれた組立体も、バックプレーン１０４上のコネクタによってバックプレーン１０４にはまるコネクタ（および必要に応じてガイドピン）を有する。

図６ａは、キャビネット１００内に電子装置１０８を組み込むために使用することができるプロセス６００を示す。このプロセスは、最初に、組立体２００をトンネル３０４内に差し込み（ブロック６０２）、次にコネクタ２０４をコネクタ１１６とブラインド嵌合させる（ブロック６０４）。用語「ブラインド嵌合」は、コネクタ２０４、１１６を結合するユーザにコネクタ２０４、１１６が見えるかどうかに関係なく、スリーブ２０２の剛性により、コネクタ２０４をコネクタ１１６に容易に嵌合することができることを意味する。より具体的には、スリーブ２０２は、少なくともいくつかの実施形態においてケーブル２０１と違い剛性なので、スリーブ２０２は、コネクタ２０４、１１６のブラインド嵌合を容易にする。スリーブ２０２が剛性なので、ケーブル２０１（スリーブ２０２に収容された）をトンネル３０４ａに簡単に挿入しバックプレーン１０４に結合させることができる。ガイドピン２０６は、コネクタ２０４及びコネクタ１１６が適切にブラインド嵌合されるようにし、コネクタ２０４、１１６の破損の回避を確実にするために使用されることもある。

スリーブ２０２がないと、コネクタ２０４をコネクタ１１６に結合することが難しくなる。その理由は、キャビネット１００内に配線や他の電子装置が詰め込まれることがあり、さらにシャーシ３００が手作業のための空間を小さくするか、なくしているからである。スリーブ２０２が、コネクタ２０４、１１６の結合を容易にするので、ケーブル組立体２００を取り付けるにかかる時間の長さは、スリーブ２０２なしにケーブル２０１を取り付けるのにかかる時間よりも大幅に短くなる。

プロセス６００は、さらに、ねじ２０８を使って板２１２をシャーシ３００に固定し（ブロック６０６）、ケーブル組立体２００をシャーシ３００に有効に固定して組立体２００が所定の位置からずれないように保持することを含む。プロセス６００は、次に、まだ取り付けられていない場合は（電子装置１０８が取り付けられていない場合は）、電子装置１０８を（例えば、サーバ内に）取り付け、コネクタ１１４をコネクタ２１０に結合し（ブロック６０８）、それにより装置１０８とバックプレーン１０４の間の電気接続を確立することを含む。

少なくともいくつかの実施形態において、複数の電子装置１０８を一緒にサーバ（具体的に示していない）などの単一システム内に収容することができる。例えば、サーバは、複数（例えば、４台）の電子装置１０８（例えば、セルボード）を収容し、各装置１０８は、それ自体のケーブル組立体２００を介してバックプレーン１０４から電力を受け取る。いくつかのそのような実施形態において、サーバに収容された電子装置１０８はホットスワップ可能である。すなわち、装置１０８のうちの１つが故障した場合に、サーバ及びこのサーバに収容されている他の装置１０８の電源を遮断せずに、故障した装置１０８を取り外し、修理または交換することができる。同様に、サーバ内のすべての装置１０８の電源を遮断することなく個々のケーブル組立体２００を取り外し交換することができ、すなわち取り外されたケーブル組立体２００に接続された装置１０８の電源だけが遮断される。

より具体的には、装置１０８（例えば、サーバに収容された装置１０８）および／または対応するケーブル組立体２００が故障した場合、管理プロセッサ１２０は、故障を検出し、場合によってその（故障した）装置１０８とケーブル組立体２００への電源を遮断することがある。いくつかの実施形態において、管理プロセッサ１２０は、キャビネットおよび／またはサーバに結合された表示装置（図示せず）に、ユーザに故障を警告するユーザへの警告メッセージを表示させることができる。そして次に、ユーザは、図６ｂに示したようなプロセス６５０を使用して故障に対処することができる。

プロセス６５０は、サーバの電源を遮断せずにコネクタ２１０、１１４を切り離すことを含む（ブロック６５２）。コネクタ２１０、１１４を切り離すことによって、装置１０８の電源が遮断されるが、サーバは他の方法で作動し続ける。したがって、装置１０８は、「ホットスワップ可能」である。装置１０８が故障した場合（ブロック６５４）、プロセス６５０は、装置１０８を修理または交換し（ブロック６５６）、修理または交換した装置１０８をサーバに差し込み（ブロック６５８）、コネクタ２１０、１１４を結合して装置１０８に電源を入れる（ブロック６６０）ことを含む。しかしながら、ケーブル組立体２００が故障した場合（ブロック６５４）は、プロセス６５０は、ねじ２０８を外し（ブロック６６２）、ケーブル組立体２００をトンネル３０４ａから引き抜く（ブロック６６４）ことを含む。次に、プロセス６５０は、ケーブル組立体２００を修理または交換し（ブロック６６６）、修理または交換したケーブル組立体２００をトンネル３０４ａに差し込む（ブロック６６８）。プロセス６５０は、さらに、ケーブル組立体２００をトンネル３０４ａに差し込み、コネクタ２０４、１１６とガイドピン２０６とを使って組立体２００をバックプレーン１０４にブラインド嵌合し（ブロック６７０）、ねじ２０８を使って組立体２００をシャーシ３００に固定する（ブロック６７２）ことを含む。最後に、装置１０８のコネクタ１１４は、ケーブル組立体２００のコネクタ２１０と嵌合され（ブロック６７４）、それにより装置１０８の電力が供給される。

以上の考察は、本発明の原理と様々な実施形態を例示するものである。上記の開示を完全に理解した後で、当業者には多数の変形および修正が明らかになる。例えば、実施形態は、電力を伝達するために使用されるように説明したが、電気データ信号を伝達するために使用されてもよい。添付の特許請求の範囲は、そのような変形および修正をすべて包含するように解釈されるべきである。

本発明の実施形態による説明的な配電キャビネット（ＰＤＣ）の三次元図である。 本発明の実施形態によるケーブル組立体スリーブ内に収容された説明的なケーブル組立体の立体図（三次元図）である。 本発明の実施形態による図２ａのスリーブの平面図である。 本発明の実施形態による、スリーブがキャビネットのバックプレーンに結合されるときにケーブル組立体スリーブを保護しガイドするために使用されるシャーシの立体図（三次元図）である。 本発明の実施形態によるＰＤＣシャーシ内のケーブル組立体とスリーブの取り付けの立体図（三次元図）である。 本発明の実施形態によるＰＤＣシャーシに組み込まれた複数のケーブル組立体とスリーブの立体図（三次元図）である。 本発明の実施形態によるＰＤＣ内に電子装置および／またはケーブル組立体を取り付けるかまたは修理するために使用されるプロセスのフローチャートである。 本発明の実施形態によるＰＤＣ内に電子装置および／またはケーブル組立体を取り付けるかまたは修理するために使用されるプロセスのフローチャートである。

符号の説明

１００ キャビネット
１０４ バックプレーン
１０８ 電子装置
１１６ コネクタ
２００ ケーブル組立体
２０１ 導電体
２０２ 中空スリーブ
２０４、２１０ コネクタ
２０６ ガイドピン

Claims (10)

1. 中空スリーブと、
   前記中空スリーブ内の導電体と、
   前記スリーブの両端に固定される、前記導電体の両端の第１のコネクタと第２のコネクタとを備え、
   前記第１のコネクタが、キャビネットのバックプレーン上の対応するコネクタにブラインド嵌合するように構成され、前記第２のコネクタが、前記キャビネット内の電子装置に結合するように構成されており、
   前記導電体を介して、前記バックプレーンから前記電子装置に電力が供給されることを特徴とするケーブル組立体。
2. 前記スリーブが、前記導電体よりも剛性であることを特徴とする請求項１に記載のケーブル組立体。
3. 前記スリーブがプラスチックから構成されることを特徴とする請求項１に記載のケーブル組立体。
4. 前記プラスチックが、アクリロニトリルブタジエンスチレンとポリ塩化ビニルとから成るグループから選択されることを特徴とする請求項３に記載のケーブル組立体。
5. 前記導電体が、ケーブルと金属バーとから成るグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のケーブル組立体。
6. 第１のコネクタを介して電力を供給することができるバックプレーンと、
   前記第１のコネクタから電力を受け取ることができる電子装置と、
   両端を有し、その一方の端に固定された第２のコネクタを有する導電体を含む中空スリーブであって、前記第２のコネクタを前記第１のコネクタにブラインド嵌合することによって前記キャビネットに組み込まれる中空スリーブとを備え、
   前記電子装置が、前記スリーブの他方の端に結合されることを特徴とする電気キャビネット。
7. 前記プラスチックが、アクリロニトリルブタジエンスチレンとポリ塩化ビニルとから成るグループから選択されることを特徴とする請求項６に記載の電気キャビネット。
8. 前記導電体が、前記スリーブよりも柔軟であることを特徴とする請求項６に記載の電気キャビネット。
9. 前記導電体が、ケーブルと金属バーとから成るグループから選択されることを特徴とする請求項６に記載の電気キャビネット。
10. 前記スリーブが、前記第１のコネクタと第２のコネクタとをブラインド嵌合するために使用され、前記第２のコネクタの近くに配置されたガイドピンを含むことを特徴とする請求項６に記載の電気キャビネット。

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