JP5655517B2

JP5655517B2 - 配電システム、電力トラック筐体アセンブリ、差込電力タップ、および連結アセンブリ

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Publication number: JP5655517B2
Application number: JP2010254194A
Authority: JP
Inventors: カルドーソロベルト; コルテスティモシー; ホルタエンリケ; ジョールギミゲール; カミータージョン; カッツアラン; シュミットキース
Original assignee: パワーディストリビューションインコーポレイテッド
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2010-11-12
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2030-11-12
Also published as: KR20110052526A; BRPI1010418A2; EP2323235A2; CL2010001251A1; WO2011060020A3; WO2011060020A2; RU2561710C2; MX2010013802A; TWI493815B; EP2323235B1; CO6440536A2; AR078980A1; RU2010146109A; SG171541A1; CN102232260A; EP2323235A3; TW201136069A; TR201009441A2; CN102232260B; AU2010241395A1

Description

本発明は、電源を切ることなく、配電サブアセンブリや電力タップが取り外し可能に接続される電気機器に配電盤からバスやトラック経由で電力を配給するシステムに関する。バスやトラックは、特殊なカム操作連結アセンブリで互いに接続された複数のトラック部や筐体アセンブリに、直流電力、単相又は多相交流電力を供給するための複数の導体と、カム等の接触伸長機構又は装置によってトラック部又は筐体アセンブリに接続され、トラック導体と電気的に接続するために電力トラック筐体アセンブリに一度装着されると、電力タップの機械的構造を回転させる必要のない電力タップとを含む。

基幹データセンタ施設の厳しい要請に応じて、他の機器の電源を切ることなく、速やかに機器を切断しかつ再接続する方法が必要である。加えて、多数の装置に常に配電をしなければならないデータセンタ等の施設で用いられるこの種の配電システム全般は、ローカル及び遠隔の両方で電力パラメータのモニタが可能でなければならない。

本発明の連続バス配電システム（ＣＢｕｓＰＤＳ）は、基幹データセンタ等の施設で従来使用されている床下や天井の取付ケーブルの床設置型配電ユニットに置き換わるものである。本発明のＣＢｕｓＰＤＳは、天井、壁、又は所望により上げ床の下に直接取り付けられ、常に装置や装置キャビネットに電力を供給することができる。天井や壁付けのＣＢｕｓＰＤＳは、装置を使用したり、取り付けたりするとき、追加装置や交換装置の電圧降下のために、速やかに差込電力タップを挿入したり、再配置したりすることができる。また、電力タップの修理や交換が必要なとき、瞬時に電力タップの取り外しができる。

バスやトラックを使った配電システムは、広く知られている。一例として、「トラックライティングシステム」と呼ばれる照明装置に電力を供給するために、トラックは頻繁に使われている。その他、下記の特許文献１〜１２に記されている配電システムの例がある。これらは、バス又はトラックを有する配電システムに関する特許及び公開公報のごく一部に過ぎないが、十分な保護及びモニタ機能が欠けているため、ほとんどのバスやトラックシステムは基幹機器には適していない。その結果、基幹データセンタ等の施設のオペレータは、主に、必要なモニタリングが可能な床下ケーブルや配電サブアセンブリに頼り切っている。

米国特許第５３３６０９７号公報米国特許第５４４９０５６号公報米国特許第６０３９５８４号公報米国特許第６１０５７４１号公報米国特許第６２９６４９８号公報米国特許第６５２１８３７号公報米国特許第６５１７３６３号公報米国特許第６８０５２２６号公報米国特許第７３７４４４４号公報米国特許第７４６８４８８号公報米国特許第７４７０８６１号公報米国公開特許第２００８/０３０２５５３号公報

本発明の目的は、常時電力を必要とする施設や機器のための配電システムを提供することである。この配電システムには、基幹用途に適した保護機能やモニタ機能が設けられてもよい（ただし、本発明の配電システムは、基幹用途以外にも使用でき、後述される保護機能やモニタ機能が全てあってもよいし、全てなくてもよい)。

本発明のさらなる目的は、差込電力タップにアクセスし易くするために、床下と同様に、天井や壁に取り付けられる配電システムを提供することである。

本発明の好ましい実施の形態による配電システムは、その長手に沿ったどの位置からでも負荷機器に電力を供給できる「連続バス配電システム」又はＣＢｕｓＰＤＳの形態を取る。本システムは２つの主要部品、すなわち、壁、天井又は床下に設置できる電流供給導体を有する電力トラック筐体アセンブリと、その長手に沿ったどこからでも電力トラック筐体アセンブリに装着される差込電力タップとを含む。

好ましい実施の形態による電力トラック筐体アセンブリは、筐体と、絶縁体と、異なる電流容量を有する２以上の導体とを含む。筐体アセンブリの長さを延長するために、筐体アセンブリは、好ましくは、複数の筐体アセンブリが、カムやウェッジ等を含む連結アセンブリを用いて、連結アセンブリに接触して筐体アセンブリ内のバスを接続するように構成される。筐体アセンブリは、直線、９０度、Ｔ字型、十字型などの連結によって機器の構成に合わせてＣＢｕｓＰＤＳを構成し、各筐体アセンブリ内の全ての導体が互いに同時に接続されるようになっている。

好ましい実施の形態による電力トラック筐体アセンブリへの電力は、電力終端アセンブリによって供給される。電力終端アセンブリは、配電システムを電源に接続するために電力トラック筐体アセンブリに連結され、遮断器などの保護装置や、電源及び温度モニタ回路、直流電源、変圧器、電圧インバータ／コンバータ、周波数インバータ／コンバータなどのサブモジュールを含む。ＣＢｕｓＰＤＳは、電力終端アセンブリからの電力でエンドフィードされたり、あるいは、Ｔ型連結経由で電力終端アセンブリからの電力でセンタフィードされたりする。

上記筐体アセンブリの連結と同様に、好ましい実施の形態による差込電力タップは、アセンブリが全位相の導体と同時に電気的に接続されるようにするカムシャフトシステム（又はこれに類似の接触伸長機構又は装置）を用いる。さらに、電力タップは、遮断器などの保護装置、あるいは、電源及び温度モニタ回路、直流電源、変圧器、トランスファスイッチ、電圧インバータ／コンバータ、周波数インバータ／コンバータなどのサブモジュールを含む。

電力タップを好ましい実施の形態による電力トラック筐体アセンブリに接続するために使用される接触伸長カムシャフトシステムにより、好ましい電力トラック筐体アセンブリは、他の製品のように、電気的に接続するために筐体アセンブリに装着したとき差込電力タップを回転する必要のない機械的構造にできる、という利点がある。これにより、接続や切断を繰り返す間に、装着が不十分になったり、過度に摩耗したりする可能性を低くすることができる。

電力供給の導体に加えて、好ましい実施の形態による電力トラック筐体アセンブリは、むき出しの光ファイバストランドが筐体アセンブリ内に組み込まれ、筐体アセンブリの長手に沿ったどこにでも差込電力タップ内の電気部材からＩＲなどの光信号をピックアップし、トラック筐体電力終端アセンブリや、１又は２以上の筐体アセンブリに含まれるか１又は２以上の筐体アセンブリに接続される有線又は無線ネットワーク接続通信ユニットを通して、ネットワーク通信を可能にするようになっていてもよい。

最後に、好ましい実施の形態による差込電力タップに加え、当業者にとって、他の種類の差込ドロップダウン／テイクオフ装置がトラック筐体アセンブリ内に内蔵されてもよく、あるいは、筐体アセンブリ及び差込電力タップが必ずしも一緒に使用されなくてもよいことは明かである。例えば、ＣＢｕｓＰＤＳの機械的安定性及び構造を改良するため、差込ドロップダウン／テイクオフ装置が内蔵され、ＣＢｕｓＰＤＳが過電流及び短絡に関する機械的応力に耐えられるようにしてもよい。また、カムシャフトシステムは、連結アセンブリや電源終端サブアセンブリではなく、差込電力タップを固定するために使用されてもよい。このような本実施の形態の変形は、本発明の範囲内に含まれるよう意図されている。

本発明の好ましい実施の形態による電力トラック筐体アセンブリを示す斜視図である。図１の電力トラック筐体アセンブリの断面図である。好ましい実施の形態による電力トラック連結アセンブリの斜視図である。図１の電力トラック筐体アセンブリに挿入された電力トラック連結アセンブリの斜視図である。図２及び図２Ａの電力トラック筐体アセンブリの構造を説明するための分解斜視図である。斜視図は、本発明の好ましい実施の形態が適用される電源の基本構成を示す概略ブロック図である。図１の電力トラック筐体アセンブリ及び内部支持機構を示す端面図である。図３に示される電力トラック筐体アセンブリ及び内部支持機構の連結を示す斜視図である。本発明の好ましい実施の形態による差込電力タップの斜視図である。図４の差込電力タップの断面図である。図４の差込電力タップの連結部分の拡大斜視図である。図４の差込電力タップに使用される接地スプリングの側面図である。図１の電力トラック筐体アセンブリにおける図４の差込電力タップを説明するための斜視図である。図４の差込電力タップの上面図であり、スプリングフィンガがカム動作によって延長される方法を説明している。図４の差込電力タップにおける配電及びタワーサブアセンブリの背面図である。図４の差込電力タップの別の斜視図であり、複数の保護装置のみならず、複数のコンセントも含む。図４Ｇの差込電力タップを後ろから見た斜視図である。図４Ｇの差込電力タップを下から見た斜視図である。本発明の好ましい実施の形態による９０度の連結アセンブリを示す斜視図である。本発明の好ましい実施の形態によるＴ型の連結アセンブリを示す斜視図である。本発明の好ましい実施の形態による十字型の連結アセンブリを示す斜視図である。本発明の好ましい実施の形態によるトラック筐体電力終端サブアセンブリを連結部材とともに示す斜視図である。図１〜図６で説明された部品のうち少なくともいくつかで構成されるＣＢｕｓＰＤＳの多数の応用例のうち１つの斜視図である。

図１及び図１Ａは、本発明の好ましい実施の形態による隔離された大電流導体又はバス３を含む電力トラック筐体アセンブリを示す。図１の電力トラック筐体アセンブリは、４つの主要部品、すなわち、筐体（ハウジング）１と、絶縁体２と、大電流導体又はバス３と、信号コネクタ４及びケーブル７を含む通信部品とから構成される。筐体１は、筐体アセンブリの上面及び側面に沿った走行溝６を含む。筐体アセンブリは、Ｍｕ金属等の磁気伝導性材料からなる平板(図示せず)の形態を取ったＥＭＩシールド、又は磁気伝導性材料からなり、走行溝を壁又は天井に取り付けるための取付板(図示せず)を取り付け又は固定するためのものである。

さらに、電力トラック筐体アセンブリの筐体１は、サブキャビティ９、区画、通路、溝、凹部などが設けられ、絶縁体や信号伝達部品を組み込めるようになっている。信号部品は、筐体の長手に沿った別の区画内に設置され、安全又はＥＭＩシールドのために、オプションのスロットカバー８で信号コネクタ４とともに覆われる。信号コネクタ４は、信号部品の区画に沿ってケーブル７によって互いに接続される。コネクタ４及びケーブル７は、電気信号の伝達、又は光ファイバ通信用に設けられる。

ＥＭＩシールド板の代わり又はそれに加えて、筐体１はそれ自体、電流又は磁束の適切な導体である材料から製造又は成形される。電流導体は電界干渉のシールドとなり、筐体材料に磁気伝導性がある場合は、磁界に対するシールドとなる。

図１に示される筐体１は、成形材料の複雑な断面図を有する。ただし、当業者であれば、この断面図は、図４、図４Ａ〜図４Ｉを参照して後述するとおり、差込電力タップが挿入できるように筐体アセンブリの下面に連続的な開口部が形成される限り、導体がブラケット等で取付けられている単純な長方形の断面図でもよいことは明かである。図１及び図１Ａにおいて４つの大電流導体又はバス３が示されているが、当業者であれば、本発明は、４つのバスによる構成、又は図面に示された導体の特定の形状、構造、構成に限定されないことは明かである。

また、導体は、単相電力、二極電力、中性点のある二極電力、中性点及び接地のある三相電力、中性点及び接地のない三相電力、直流電源のために設けられる。さらに、絶縁体が、接地導電筐体などの場合にアークを防止するため、導体３と筐体１との間に十分な距離を置けるような厚さである限り、絶縁体２の設計は、あらゆる導体に対応するように変更してもよい。

図示された実施の形態においては、連続的な絶縁体を用いても本発明の趣旨を逸脱することはないが、連続的な絶縁体ではなく、個別の絶縁体を用いるのが好ましい。１つの導体から他の導体へのアークを防ぐことができるからである。仮にアークが発生したとしても、導体と接地筐体との間であり、一般に、導体から筐体への電圧は、導体から導体への電圧よりも低い。

図２、図２Ａ及び図２Ｃは、本発明の好ましい実施の形態による電力トラック筐体アセンブリを接続するための連結アセンブリ１１を示す。図示された連結アセンブリは、図１及び図１Ａに示されるように、４つの大電流導体又はバスを有する筐体アセンブリを接続できるようになっているが、上述したように、異なる本数や構成の導体又はバスを有する筐体アセンブリを接続できるようになっていてもよい。

図２Ａに示されるように、筐体アセンブリを互いに接続することによって、ＣＢｕｓＰＤＳを所望の長さに延長するために、連結アセンブリ１１の筐体１２の一端は１つ目の電力トラック筐体アセンブリ１の一端に差し込まれるように構成され、かつ、連結アセンブリの反対側の端は２つ目の電力トラック筐体アセンブリ(図示せず)の一端に差し込まれるように構成される。各連結アセンブリは、接続される電力トラック筐体アセンブリの導体３と同じ数の弾性通電フィンガ１３を含む。図２Ａに示されるように、連結アセンブリが電力トラック筐体アセンブリの筐体１に挿入されるとき、図２及び図２Ｂに示されるように、通電フィンガ１３は、後に詳述されるカム１４などの接触伸長装置によって伸ばされ、互いに接続された筐体アセンブリのそれぞれの導体３の間に電力を供給するために、導体３を接続する。この接触伸長機構又は装置は、カムを用いたものが示されているが、ウェッジ型挿入装置など、導体を動かすための他の装置と置き換えてもよい。

通電フィンガ１３は、連結筐体１２の両側に埋め込まれている。連結筐体１２は、それぞれの通電フィンガ１３を電気的に隔離するため、絶縁材料からなり、それぞれの電力トラックアセンブリの筐体１内に嵌るように成形されている。筐体１２の形状は、連結アセンブリ１１が挿入される電力トラック筐体アセンブリの形状によって異なり、また、通電フィンガ１３の形状及び構成によっても異なる。あるいは、通電フィンガ１３の形状及び構成は、電力トラック筐体アセンブリの導体３の構成によって異なる。図２Ｃに示されるように、耐アーク性を上げるため、通電フィンガの間の距離を広げるように、絶縁材料１６をさらに追加してもよい。これに加え、図２Ｃに示されるように、通電フィンガ１３は、保持ブラケット１７によって追加した絶縁体１６や連結筐体１２に取り付けられる導電性の線条でもよい。

連結アセンブリ内の通電フィンガ１３と電力トラック筐体アセンブリ内の導体３との間を確実に電気接続するために、好ましい実施の形態のカム１４は、フィンガ１３を、挿入の方向に対して直角の方向で、かつ、連結アセンブリ筐体１２から遠ざかる方向へ伸ばすような形状になっている。これは、トラック筐体アセンブリに連結アセンブリが挿入された後、トラック筐体アセンブリ内の導体３を確実に接続するためである。挿入後、通電フィンガ１３を導体３に接続させることによって、通電フィンガ及び導体に不必要な摩耗を防止することができ、連結アセンブリを電力トラック筐体アセンブリに確実に挿入することができる。後続の通電フィンガ１３及び導体３の接続は、良好な電気接続を確保するだけでなく、連結アセンブリをそれぞれの筐体アセンブリ内に維持することもできる。ただし、このような維持は、接続された各筐体アセンブリがそれらの間に挟まれた連結アセンブリとともに共通の面上に装着されるので、不要かもしれない。

図２Ｂに示されるように、カム１４はさらに、連結アセンブリが電力トラック筐体アセンブリに挿入された後、カムの回転を促進するために、挿入部材１８を含む。ただし、当業者であれば、統合ノブやドライバ用スロットなど、カムを回転させるための他の手段を採用できることは明かである。カム１４の断面図の正確な形状や寸法は、通電フィンガ１３にかかる圧力の大きさによって異なるが、当業者であれば容易に決定可能である。

さらに、この連結アセンブリは、電流モニタ又は保護のための部品や電気機器を有するサブアセンブリ１７を含む。電力トラック筐体アセンブリのセクション間に電線又はファイバストランドを接続するため、コネクタ(図示せず)が用いられてもよい。電圧降下を測定するため、電気的接続はフィンガアセンブリの各端で行われ、温度センサは通電フィンガ３に直接取り付けられる。電圧降下を測定するための接続及び温度センサは、電気セクションに含まれる集積電圧や温度モニタ回路に接続され、ネットワーク、遠隔ディスプレイ、又は集積ディスプレイと通信するように構成されている。あるいは、通電フィンガの温度をモニタするため、ＩＲや他の種類のリモート温度センサが埋め込まれ、ネットワーク又はサブアセンブリ１９内の電気機器と直接通信する。

図３及び図３Ａは、電力トラック筐体アセンブリの所望の場所に挿入される内部支持機構２３を示し、本発明の好ましい実施の形態による追加の支持機構を提供する。支持機構２３は、短絡時に生じる大電流の力によって導体が変形するのを防止するために装着され、現場又は製造工場で装着できるように構成される。図示されるように、支持機構２３は、直立支持部材２４と、導体３が内側に変形するのを防止するための横断アーム２５とを含む。支持機構は、終端又は他の筐体アセンブリとの接続の前に、筐体アセンブリの開口している一端から差し込まれ、下板２２で固定される。支持機構の形状及び構成を本発明の範囲から逸脱しない方法で変形する限り、支持機構は、導体３が筐体アセンブリに挿入されるとき、回転又はカム操作により導体３と接続するようになっていてもよい。この支持機構は、導体３を接続して変形を防止するように構成されるため、導電性のない材料で形成する必要がある。

図４及び図４Ａ〜図４Ｉは、好ましい実施の形態によるサブアセンブリ内の差込電力タップを示し、オプションの電力変換やモニタ回路を含む。図２、図２Ａ及び図２Ｃに示される連結構成のように、電力の接続には、電力トラック筐体アセンブリ内の導体３と接触させるために、後述するカムシャフトアセンブリ４７などの接触伸長装置により伸ばされるスプリングフィンガ３６を用い、これにより、摩耗を抑え、かつ、良好な電気接続を確保しながら、差込電力タップを電力トラック筐体アセンブリに挿入することができる。

当業者であれば、電力トラック筐体アセンブリ内の通電スプリングフィンガ３６の数及び構成は、導体３の数及び構成と同じであることは明かである。上記のように、これは種々の変形が可能で、差込電力タップは、電力トラック筐体アセンブリの長手のどの部分からでも差込むことができる。さらに、バスや導体３に対応する各スプリングフィンガは、図４に示されるように４つの別々のスプリングで構成されていてもよく、３つ以下又は５つ以上のフィンガ又は導電性部材を有していてもよく、あるいは、単一の導電性部材で構成されていてもよい。

差込電力タップアセンブリが電力トラック筐体アセンブリに挿入された後、図４Ｅに示されるように、スプリングフィンガ３６を伸ばすために、個別のカム４３を含むカムシャフトアセンブリ４７が回転され、電力トラック筐体アセンブリの導体と接触する。これにより、図示された実施の形態における差込電力タップは、電力トラック筐体アセンブリの長手に沿ったどこにでも確実に接続される。

図４及び図４Ａ〜図４Ｇに示されるように、好ましい差込電力タップアセンブリは、限定ではなく一例として、３つのサブアセンブリ、すなわち、タワーサブアセンブリ３８と、配電サブアセンブリ４０と、電気機器サブアセンブリ４２とからなる(これらサブアセンブリを１つのアセンブリ又は２つのサブアセンブリに統合することも本発明の範囲内である)。図示されるように、タワーサブアセンブリ３８は、電力トラック筐体アセンブリに挿入できるように、ほぼ平坦な形状をしており、タワー前面及びタワー背面に取り付けられた複数の通電フィンガ３６を含む。一方、配電サブアセンブリ４０は、図４に示される最良の形態のように、電源レセプタクル５０を含み、平行パイプ又は箱型の電気機器サブアセンブリ４２に隣接する平行パイプ又は箱型の容器である。図４Ｆ及び図４Ｈに示される最良の形態のように、タワーサブアセンブリ３８は配電サブアセンブリ４０の上に取付けられ、使用者がアクセスしてシャフトを回転できるように、カムシャフト４１が配電サブアセンブリの上部の開口部を通して配電サブアセンブリ４０の中に入っている。図示されている各サブアセンブリの形状は、タワーサブアセンブリ３８が電力トラック筐体アセンブリに嵌るように構成されていれば、特に限定されない。

図４Ａに示されるように、カムアセンブリ４７の複数のカム又は偏心部材４３は、カムシャフト４１に固定されるとともに、差込電力タップが電力トラック筐体アセンブリに挿入された後、カムシャフト３１が回転されたとき、タワーサブアセンブリ３８の両側のフィンガ３６を押して伸ばすように構成されている。図示された構成では、差込電力タップアセンブリが電力トラック筐体アセンブリに取り付けられた後、設置業者は、レンチなどの道具を使ってカムシャフトを回転させ、スプリングフィンガ３６と導体３との間を電気的に接続する。あるいは、グリップやハンドルなどを用いてシャフト４１を回転し易くすることも本発明の範囲内である。図４に示される取付ブラケット４４は、カムシャフト４１を回転する前に、差込電力タップを電力トラック筐体アセンブリに固定するために使用される。ただし、ブラケットはなくてもよく、差込電力タップを電力トラック筐体アセンブリに固定するための他の機構や手段を代わりに用いてもよい。代わりの取付ブラケット４４ａが図４Ｇ〜図４Ｉに示されている。

安全性を考慮して、図４Ｄに詳細に示されている接地フィンガスプリング３５は、通電フィンガ３６が高圧の可能性がある電力トラック筐体アセンブリの導体４と接触する前に、電力トラック筐体アセンブリと差込電力タップアセンブリとの間を接地接続するために設けられる。

また、図４Ｇ〜図４Ｉに示されるように、安全ロック装置は、カムシャフト４１上のロックカム５１を接合させるために伸びるロックスライド部材４９の形態を取り、ロックスライド部材４９が「オープン」又は解錠位置に移動していなければ、カムシャフト４１がフィンガ３６を伸ばしたり引っ込ませたりするのに回転するのを防止するために設けられる。ロックスライド部材４９は、図４Ｅ及び図４Ｇに示されるように、サブアセンブリの外側からアクセスできるように、配電サブアセンブリ４０の外側まで伸びる。差込電力タップが電力トラック筐体アセンブリから外れてしまうのを防止するため、特に限定されないが、スライドに接続され、取付ブラケット４４に係る取付ファスナを覆うように配置された爪部材を挿入し、保護装置を「オープン」にしない限り、取付ファスナを回転できないようにしてもよい。

図４及び図４Ｅ〜図４Ｇに示されるように、配電・電気機器サブアセンブリ４０用の取り外し可能なカバー４３は、ＩＲ、ＲＦ、又は光透過性材料を含むいかなる材料からでも製造できる。ＩＲ透過性材料を利用すれば、利用者がＩＲ温度検査を簡単に行うことができるという利点がある。一方、ＲＦ透過性材料を利用すれば、無線通信がカバー経由で可能になり、光透過性カバーを利用すれば、光ファイバ受信機をカバーの側面又は近くに配置して光通信データをピックアップすることができる。いずれの場合においても、図１の電力トラック筐体アセンブリは、電気機器サブアセンブリ内のモニタ回路によって処理されたデータを送受信するために差込電力タップアセンブリに内蔵されている光又はＩＲ送受信機とともに、光又はＩＲ伝送によるデータを差込電力タップアセンブリから受信するために組み込まれたむき出しの光ファイバストランドを備える。複数の送信機／受信機が冗長又は符号化若しくは多重化のために取り付けられてもよい。

図４に示されるように、オプションのアンテナ５７は、無線ＲＦデータ通信のために電気機器サブアセンブリ４２に取り付けられる。図４に示されるように、電気機器サブアセンブリ４２の上に取付けられた場合、信号は電力トラック筐体アセンブリのキャビティ内で送受信できる利点があり、これにより信号を外部干渉又は電磁波干渉からシールドすることができる。複数のアンテナが冗長又は符号化若しくは多重化のために取り付けられてもよい。

図４及び図４Ｄ〜図４Ｉに示されるように、差込電力タップアセンブリの配電サブアセンブリ４０は、遮断器５２、レセプタクル５０、ヒューズ切断機、その他の電流又は電力保護装置を含む。その数及び構成は、電力トラック筐体アセンブリ内の導体３の数及び構成によって異なる。保護装置は、負荷に接続するためのグロメット５０を介して、コネクタ若しくはポート又はケーブル４４に接続される。

さらに、図４Ｂに示されるように、タワーサブアセンブリ４０はまた、電流センサと、外部又は内部電気機器に信号を送信できる接触及び非接触温度センサ５８，５９とを内蔵する。内蔵電圧センサは、導体や差込電力タップの電圧レベルを察知するために、埋め込まれていても、導体に取り付けられていてもよい。全てのデータは、電気機器サブアセンブリ４２に取り付けられたディスプレイ上に表示されたり、有線若しくは無線で遠方に送信されたりする。

電気機器サブアセンブリ４２に含まれる電気回路又は部品の例として、特に限定されないが、次のものがある。

電圧、温度、個別の配電電流、個別若しくは全体の電力パラメータ、単一、二重、多重通信などをモニタ及びデータ収集するためのモジュール。

交流から直流へのコンバータ／インバータ、直流電源、周波数コンバータ／インバータ、エネルギ貯蔵装置、トランスファスイッチ、ラインレギュレータ、その他、電力変換回路・部品などの電力変換モジュール。

電気機器のための直流ロジック電源は、電力トラック筐体アセンブリの導体３又は信号ケーブル４６を介して外部から供給される電力から分配される。有線、無線又はファイバ通信の終端は、スタンドアローンの差し込みとして電気機器サブアセンブリ４２に内蔵されてもよいが、いずれかの差込電力タップの電気機器サブアセンブリや配電サブアセンブリに含まれてもよい。

図１及び図１Ａに参照して上述したように、電力トラック筐体１には、筐体の長手に沿って一定間隔をおいてコネクタ４が設けられている。この結果、コネクタ及びこれに関連する導体は、差込電力タップが対応するコネクタ及び信号ケーブル４５，４６を介して取り付けられる通信ネットワークを構成することができる。コネクタとケーブルの２つ目のセットは、符号化又は多重化のために、図１及び１Ａに示されるように、２つ目のサブキャビティ８に組み込まれる。図４Ｇに示されるように、光又はＩＲ送受信機５２もまた、差込電力タップアセンブリの下部に組み込まれ、床付けキャビネットにデータを送信することができる。

差込電力タップが電力トラック筐体アセンブリに挿入された後、差込電力タップ間の開口部は、スナップカバー８で覆われる。これらのカバーはスライド可能になっているため、差込電力タップ間のいかなるサイズの開口部でも覆うことができる。ＲＦシールド又はＥＭＩ保護のために、カバーの材料は電流や磁界を伝導するものがよい。

図５、図５Ａ及び図５Ｂは、図１及び図１Ａの電力トラック筐体アセンブリの変形例を示す。これらの筐体は、図１及び図１Ａの基本の直線アセンブリのほか、Ｔ字型、十字型、及び直角型で、電力機器の配置レイアウトと一致するように、設置業者が特有のＣＢｕｓＰＤＳを構成できるようになっている。図５、図５Ａ及び図５Ｂに示されるアセンブリの異なる形状を除き、これらアセンブリの内部構成は同じで、図２、図２Ａ及び図２Ｂに示される連結アセンブリによって各アセンブリが他のいかなるアセンブリとも連結でき、図５Ｂと同様に、図４及び図４Ａ〜図４Ｇに示されるタイプの差込電力タップを受け入れることができる。

図６は、本発明の好ましい実施の形態によるトラック筐体終端アセンブリの一例を示す。このアセンブリは、オプションとして２つのサブアセンブリの組み合わせ、すなわち、入力電力サブアセンブリ６８と、電気機器サブアセンブリ６７とを含むが、別々ではなく、１つのアセンブリに統合されてもよい。

入力電力サブアセンブリは、遮断器や他の保護装置を内蔵するように構成される区画７１を含み、４つの導体を受け入れるようになっている。ただし、電力トラック筐体アセンブリについて上述したとおり、５つ以上又は３つ以下の導体が組み込まれていてもよい。入力電力サブアセンブリは、電流、電圧、温度、電力センサなどを内蔵していてもよい。

差込電力タップと同様に、終端アセンブリも、無線通信用のオプションのアンテナ７０、オプションのＩＲ、光その他の通信用送受信機、有線通信用のオプションのコネクタ、インジケータなどを含み、使用者が遮断器やヒューズ等の装置の開閉を判断できるようになっている。突出部７６及び出力ウィンドウ７７は、ケーブル接続又は保護装置への接続のために設けられる。光又はＩＲ送受信機は、床付けキャビネットとのデータの送受信のために差込電力タップの下部に取り付けられ、一方で、アンテナ７０は、干渉を低減するために、短いバースト転送用に圧縮された収集データを伝送するように構成される。冗長又は符号化若しくは多重化のために、複数のアンテナが取り付けられてもよい。光ファイバストランド６９が使用される場合、ストランド６９及びコネクタは、外部モジュールとの接続用にトラック筐体電力終端アセンブリから配電盤又は内部電機機器６７に接続される。これら電気機器用の直流ロジック電源は、入力電力部の導体から、又は信号ケーブルの１つを介して外部から供給される。

図６に示される終端アセンブリ内のサブアセンブリ筐体は、金属、ＩＲ若しくは光透明性材料、又はその他のあらゆる材料からなる。終端アセンブリはまた、ケーブル出力ウィンドウ７７と同様に、ケーブルやその他機器を固定するための突出部７６と、配電盤に従来から内蔵されていたその他の構造や特徴とを含む。別のカバー(図示せず)が取付孔７５で入力電力サブアセンブリに取り外し可能に接続される。このモジュールは、内蔵された保護装置及び電機機器にアクセスできるようにドアを含む。好ましくは、電力トラック筐体アセンブリと類似の構成を持った接続部７８が入力電力サブアセンブリから伸び、電力トラック筐体アセンブリが図２、図２Ａ及び図２Ｂに示される連結アセンブリ１１のような適切な連結アセンブリに接続される。

最後に、図７は、好ましい実施の形態によるＣＢｕｓＰＤＳを床付け装置のある典型的なデータセンタに適用した例を示す。図７に示されるように、連結ジョイント９３を含むＣＢｕｓＰＤＳの電力トラック筐体アセンブリ部９８の１つは、ロッド８３により天井に取り付けられ、一方で、電力トラック筐体アセンブリ部９１は壁に取り付けられる。ただし、壁、天井、床付けのいかなる組み合わせも用いられる。これら２つのトラック筐体電力終端アセンブリは、直角部９０で互いに接続される。その他、この２つの筐体アセンブリを接続する導体とともに、２つのトラック筐体電力終端アセンブリが互いに連結されてもよい。

負荷装置は床に万遍なく設置されていないことが多い。しかし、差込電力タップアセンブリが電力トラック筐体アセンブリの長手に沿ってどの部分にも取り付け可能というユニークな特徴を持っているため、負荷装置の位置がどこにあっても問題はない。

図７は、本発明の原理に従って可能性のある差込電力タップアセンブリの多数の構成のうち次の４つを示す。

１つ目の構成においては、負荷キャビネット８６には、差込電力タップ１０１のレセプタクルに差込む複数の電力ケーブルドロップ８４を用いて電力が供給されている。差込電力タップ１０１は、例えば図４Ｇ〜図４Ｉに示される１つに対応し、図１及び図１Ａに示される１つに対応する電力タップ筐体アセンブリ９８に挿入される。

２つ目の構成においては、負荷キャビネット８７には、差込電力タップアセンブリ１０２に固定された１つの電力ドロップを用いて電力が供給されている。通信、その他の小規模な信号配信用に信号ケーブルドロップが用いられている。この電源及び信号ドロップは、図７において参照符号８３で示されている。

３つ目の構成においては、負荷キャビネット８８には、三相電力を供給し、差込電力タップアセンブリ３に固定される複数の電力ドロップ８５を用いて電力が供給されている。

最後に、４つ目の構成においては、負荷キャビネット８９には、差込電力タップアセンブリ８０に固定された１本の二心電力ドロップケーブル９９を用いて直流電源が供給されている。この直流電源は、差込電力タップアセンブリ内の電気機器サブアセンブリに取付けられた整流器によって生成される。通信リンク９４は、たとえばＩＲ通信を介して、差込電力タップアセンブリと負荷キャビネットとの間に形成される。

全ての図示された構成において、差込電力タップアセンブリは、それぞれの電気機器サブアセンブリに取り付けられたローカルディスプレイを有していてもよく、過電流保護及び電力パラメータモニタ装置を有していてもよい。

本発明のＣＢｕｓＰＤＳは、例えばコンジット１０３やトラック筐体電力終端アセンブリ９７を介して、床設置型キャビネット９６から電力を受ける。トラック筐体電力終端アセンブリは、過電流保護装置や電力パラメータモニタ装置とともに、全てのＣＢｕｓＰＤＳデータのローカルディスプレイを含んでいてもよく、ＲＦリンク８２によりキャビネット９６データを送信してもよい。さらに、全てのネットワークデータを表示できる壁掛けディスプレイ９４が含まれていてもよい。

当業者であれば本発明を生産しかつ使用することができるように、本発明の好ましい実施の形態及びその変形例を詳細に説明したが、図示された実施の形態の多様な変形及び修正は、本発明の趣旨から逸脱することなく用いることができる。したがって、本発明は上述の説明及び添付の図面に限定されることなく、添付の特許請求の範囲のみによって定義される。

Claims

配電システムであって、
電力トラック筐体アセンブリと、
差込電力タップとを備え、
前記電力トラック筐体アセンブリは、
筐体と、
前記筐体の第１の端から前記筐体の第２の端まで延びる複数の導体と、
前記筐体アセンブリの底に形成され、前記筐体の第１の端から前記筐体の第２の端まで連続的に延び、前記筐体アセンブリの長手に沿ったどこにでも前記差込電力タップを受けるように構成される開口部と、
前記筐体の第１及び第２の端に形成され、複数の前記筐体アセンブリを互いに接続するための連結アセンブリを受けるように構成される端開口部とを含み、
前記差込電力タップは、前記差込電力タップの一部が前記開口部を通して前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるように構成され、
前記差込電力タップは、接触伸長装置と、複数の弾性スプリング部材とを含み、
前記接触伸長装置は、前記差込電力タップの一部が前記筐体に挿入された後に、前記弾性スプリング部材のうち少なくとも１つを前記導体にそれぞれ接続しかつ押すように配置され、これにより、前記弾性スプリング部材と前記導体との間を電気的に接続し、
前記差込電力タップはさらに、前記弾性スプリング部材のうち少なくとも１つと連結する少なくとも１つのレセプタクルを含み、前記差込電力タップは、機器に電力を供給するために前記接触伸長装置のカム部材を回転することによって前記弾性スプリング部材を連結させ前記機器を前記レセプタクルに接続し、
前記差込電力タップ、及び前記電力トラック筐体アセンブリを他の電力トラック筐体アセンブリに接続するための連結アセンブリのうち少なくとも１つは、遠隔モニタ又はディスプレイ機器と通信するためのトランシーバを含み、
前記トランシーバは、前記差込電力タップから延びるアンテナに接続され、前記アンテナは、前記差込電力タップの一部が前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるとき、前記電力トラック筐体アセンブリ内に挿入される、配電システム。
請求項１に記載の配電システムであって、
前記接触伸長装置は、前記差込電力タップを前記電力トラック筐体アセンブリに挿入した後に回転されるように構成されるカムシャフトに取り付けられる複数のカムを含み、
前記弾性スプリング部材は、前記カムの両側面に取り付けられ、前記カムが回転すると、前記カムの各側面の前記弾性スプリング部材が前記導体のうちそれぞれの１つに連結され、
前記カムは、前記弾性スプリング部材及び前記導体の各ペアにつき１つの前記カムを対応させて、前記カムシャフトに取り付けられ、
前記導体の数は４つである、配電システム。
請求項１に記載の配電システムであってさらに、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記端開口部の１つに受け入れられるように構成され、前記筐体アセンブリを別の電力トラック筐体アセンブリに接続することにより前記筐体アセンブリの長さを延長する連結アセンブリを含み、前記連結アセンブリは、前記筐体アセンブリの弾性導体を接続するように構成される複数の前記導体を含み、
前記連結アセンブリは、前記連結アセンブリを前記電力トラック筐体アセンブリの前記端開口部のうち１つに挿入した後、前記電力トラック筐体アセンブリの複数の前記導体に接続するように前記弾性導体を接続しかつ押すように構成される前記接触伸長装置を含み、
前記接触伸長装置はカム機構であり、
前記連結アセンブリはさらに、電圧モニタ部及び温度モニタ部のうち少なくとも１つを含み、
前記差込電力タップは、遮断器又はヒューズを含み、
前記差込電力タップは、直流電源、変圧器、電圧インバータ／コンバータ、トランスファスイッチ、及び周波数インバータ／コンバータのうち少なくとも１つを含み、
前記差込電力タップは、電力モニタ回路及び温度モニタ回路のうち少なくとも１つのモニタ回路を含む、配電システム。
請求項１に記載の配電システムであってさらに、
前記電力トラック筐体アセンブリによって支持され、前記モニタ回路から遠隔モニタ又はディスプレイ機器に電気信号を伝達するためのケーブルを備え、
前記ケーブルは光ファイバケーブルであり、
前記差込電力タップはさらに、前記差込電力タップの一部を前記電力トラック筐体アセンブリに挿入した後、前記差込電力タップを前記電力トラック筐体アセンブリに固定するためのブラケットを含み、
前記差込電力タップはさらに、前記接触伸長装置が、少なくとも１つの前記弾性スプリング部材を接続又は切断するように移動させるのを防止する閉錠位置に移動可能に構成され、かつ、前記カムが少なくとも１つの前記弾性スプリング部材を接続又は切断するために手動で自在に移動される解錠位置に移動可能に構成されるロックスライドを含み、
前記差込電力タップは、
前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるように構成され、前記接触伸長装置及び前記弾性スプリング部材を含むタワーサブアセンブリと、
前記少なくとも１つのレセプタクルを含む配電サブアセンブリと、
モニタ回路を含む電気機器サブアセンブリとを含み、
前記差込電力タップは、前記差込電力タップの上部から延び、前記差込電力タップの一部が前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるとき、前記電力トラック筐体アセンブリの接地に接続されるように構成される少なくとも１つの接地部材を含む、配電システム。
請求項１に記載の配電システムであってさらに、
前記電力トラック筐体アセンブリに挿入され、かつ、短絡時に前記導体が変形するのを防止するように構成される内部支持機構を備え、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、ＥＭＩシールド部材で構成され、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、導電性部材で構成され、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、ＥＭＩシールド板を受けるための外溝を含み、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、前記導体を包む絶縁体を収容する内溝を含む、配電システム。
請求項１に記載の配電システムであってさらに、
前記導体を入力電源に接続する電力終端配電盤を含む終端サブアセンブリを備え、前記終端サブアセンブリは、前記電力トラック筐体アセンブリの前記端開口部に嵌る一端と、前記終端サブアセンブリの対応する開口部に嵌る他端とを有する連結アセンブリによって前記電力トラック筐体アセンブリに接続され、
前記終端サブアセンブリはさらに、有線又は無線で前記差込電力タップ内のモニタ回路に接続されるモニタ回路を内蔵するための電気機器を含み、これはさらに、有線、無線又はネットワークによって遠隔モニタ又はディスプレイに接続され、
前記電力トラック筐体アセンブリは直線状であり、もしくは、
前記電力トラック筐体アセンブリはＬ字型であり、もしくは、
前記電力トラック筐体アセンブリはＴ字型であり、もしくは、
前記電力トラック筐体アセンブリは十字型である、配電システム。
配電システムのための電力トラック筐体アセンブリであって、
筐体と、
前記筐体の第１の端から第２の端まで延びる複数の導体と、
前記電力トラック筐体アセンブリの底に形成され、前記筐体の第１の端から前記筐体の第２の端まで連続的に延び、前記電力トラック筐体アセンブリの長手に沿ったどこにでも差込電力タップを受けるように構成される開口部と、
前記筐体の第１及び第２の端に形成され、複数の前記電力トラック筐体アセンブリを互いに接続するための連結アセンブリを受けるように構成される端開口部とを含み、
前記差込電力タップは、前記差込電力タップの一部が前記開口部を通して前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるように構成され、
前記差込電力タップは、接触伸長装置と、複数の弾性スプリング部材とを含み、
前記接触伸長装置は、前記差込電力タップの一部が前記筐体に挿入された後、前記弾性スプリング部材のうち少なくとも１つを前記導体にそれぞれ接続しかつ押すように配置され、これにより前記弾性スプリング部材と前記導体との間を電気的に接続し、
前記電力トラック筐体アセンブリはさらに、前記差込電力タップ内のモニタ回路と遠隔モニタ又はディスプレイとの間の通信を確立するための少なくとも１つのデータバスを支持する区画を含み、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、前記差込電力タップから延びるアンテナを受けるようになっており、前記アンテナは、前記差込電力タップ内のモニタ回路に接続され、前記アンテナは、前記差込電力タップの一部が前記筐体に挿入されるとき、前記筐体によりシールドされる、電力トラック筐体アセンブリ。
請求項７に記載の電力トラック筐体アセンブリであって、
さらに光ファイバケーブルが備えられ、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、ＥＭＩシールド部材で構成され、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、導電性部材で構成され、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、ＥＭＩシールド板を受けるための外溝を含み、
前記電力トラック筐体アセンブリの前記筐体は、前記導体を包む絶縁体を収容する内溝を含む、電力トラック筐体アセンブリ。
請求項７に記載の電力トラック筐体アセンブリであって、
前記電力トラック筐体アセンブリは直線状であり、もしくは、
前記電力トラック筐体アセンブリはＬ字型であり、もしくは、
前記電力トラック筐体アセンブリはＴ字型であり、もしくは、
前記電力トラック筐体アセンブリは十字型である、電力トラック筐体アセンブリ。
筐体を有する電力トラック筐体アセンブリと、前記筐体の第１の端から前記筐体の第２の端まで延びる複数の導体と、前記電力トラック筐体アセンブリの底に形成され、前記筐体の第１の端から前記筐体の第２の端まで連続的に延び、前記電力トラック筐体アセンブリの長手に沿ったどこにでも差込電力タップを受けることができるように構成される開口部とを含む配電システム用の差込電力タップであって、前記差込電力タップは、
接触伸長装置と、
複数の弾性スプリング部材とを含み、
前記接触伸長装置は、前記差込電力タップの一部が前記筐体に挿入された後、前記弾性スプリング部材のうち少なくとも１つを前記導体にそれぞれ接続しかつ押すように配置され、これにより前記弾性スプリング部材と前記導体との間を電気的に接続し、
前記差込電力タップはさらに、前記弾性スプリング部材のうち少なくとも１つと連結する少なくとも１つのレセプタクルを含み、前記差込電力タップは、機器に電力を供給するために前記接触伸長装置のカム部材を回転することによって前記弾性スプリング部材を連結させ前記機器を前記レセプタクルに接続し、
前記差込電力タップは、遠隔モニタ又はディスプレイ機器と通信するためのトランシーバを含み、
前記トランシーバは、前記差込電力タップから延びるアンテナに接続され、前記アンテナは、前記差込電力タップの一部が前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるとき、前記電力トラック筐体アセンブリ内に挿入される、差込電力タップ。
請求項１０に記載の差込電力タップであって、
前記接触伸長装置はカムであり、前記カムは、前記差込電力タップを前記電力トラック筐体アセンブリに挿入した後に回転されるようにカムシャフトに取り付けられる、差込電力タップ。
請求項１０に記載の差込電力タップであって、
前記差込電力タップは、遮断器を含む、差込電力タップ。
請求項１０に記載の差込電力タップであって、
前記差込電力タップは、電力モニタ回路及び温度モニタ回路のうち少なくとも１つを含むモニタ回路を含む、差込電力タップ。
請求項１０に記載の差込電力タップであって、
前記差込電力タップはさらに、前記差込電力タップの一部を前記電力トラック筐体アセンブリに挿入した後、前記差込電力タップを前記電力トラック筐体アセンブリに固定するためのブラケットを含む、差込電力タップ。
請求項１０に記載の差込電力タップであって、
前記差込電力タップはさらに、前記接触伸長装置が、少なくとも１つの前記弾性スプリング部材を接続又は切断するように移動させるのを防止する閉錠位置に移動可能に構成され、かつ、前記カムが少なくとも１つの前記弾性スプリング部材を接続又は切断するために手動で自在に移動できる解錠位置に移動可能に構成されるロックスライドを含む、差込電力タップ。
請求項１０に記載の差込電力タップであって、
前記差込電力タップは、
前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるように構成され、前記接触伸長装置及び前記弾性スプリング部材を含むタワーサブアセンブリと、
前記少なくとも１つのレセプタクルを含む配電サブアセンブリと、
モニタ回路を含む電気機器サブアセンブリとを含む、差込電力タップ。
請求項１０に記載の差込電力タップであって、
前記差込電力タップは、前記差込電力タップの上部から延び、前記差込電力タップの一部が前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるとき、前記電力トラック筐体アセンブリの接地に接続されるように構成される少なくとも１つの接地部材を含む、差込電力タップ。
配電システム用の連結アセンブリであって、
前記配電システムは、筐体を有する電力トラック筐体アセンブリと、前記筐体の第１の端から前記筐体の第２の端まで延びる複数の導体と、前記筐体アセンブリの底に形成され、前記筐体の第１の端から前記筐体の第２の端まで連続的に延び、前記筐体アセンブリの長手に沿ったどこにでも差込電力タップを受けるように構成される開口部と、前記連結アセンブリを受けるように構成される端開口部とを含み、
前記連結アセンブリは、
複数の弾性導体と、
前記弾性導体を支持するための支持部材と、
前記連結アセンブリを前記電力トラック筐体アセンブリの前記端開口部のうち１つに挿入した後、前記電力トラック筐体アセンブリの前記複数の導体に接続するように前記弾性導体を接続しかつ押すように構成される接触伸長装置とを含み、
前記連結アセンブリは、前記電力トラック筐体アセンブリの前記端開口部の１つに受け入れられるように構成され、前記電力トラック筐体アセンブリを別の前記電力トラック筐体アセンブリに接続することにより前記電力トラック筐体アセンブリの長さを延長し、
前記差込電力タップ、及び前記連結アセンブリのうち少なくとも１つは、遠隔モニタ又はディスプレイ機器と通信するためのトランシーバを含み、
前記トランシーバは、前記差込電力タップから延びるアンテナに接続され、前記アンテナは、前記差込電力タップの一部が前記電力トラック筐体アセンブリに挿入されるとき、前記電力トラック筐体アセンブリ内に挿入される、連結アセンブリ。