JP5953442B2 - コンピュータシステムのアセンブリ及び角度プラグ - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングの床面を含むハウジングと、電源ユニットと、主回路基板とを有するような、コンピュータシステム用のアセンブリに関する。本発明は、この種のアセンブリで使用するための角度プラグ(angle plug)にさらに関する。

サーバインサートの主回路基板は、通常、電力を供給を受けるために電源ユニットに電気的に接続される。この場合に、電源ユニット（ＰＳＵ）は、通常、主回路基板の接続領域においてこの主回路基板に接続される。電源ユニットは、好ましくは、直接的なプラグ接続によって主回路基板に接続される。

本発明の１つの目的は、サーバシステムのサーバインサート用のアセンブリを特定し、且つ電源ユニットを主回路基板に電気的に接続することを容易に確立する(easy-to-establish)のを可能にするような装置を特定することである。

本発明の第１の態様は、サーバシステムのサーバインサート用のアセンブリについて説明しており、このアセンブリは、ハウジングの床面を含むインサートハウジングを有する。プラグコンタクトを有する電源ユニットが、ハウジングの床面に配置される。主回路基板が、インサートハウジング内にハウジングの床面に対して平行に配置される。また、アセンブリは、電源ユニットを主回路基板に接続するための嵌合プラグコンタクト及び接続領域を含む角度プラグを有する。接続領域を介して主回路基板に接続された場合に、角度プラグは、主回路基板の第１の設置高さにおいて主回路基板の上面に接続され、且つ主回路基板の第２の設置高さにおいて主回路基板の底面に接続され、それによって、電源ユニットのプラグコンタクトに対する高さ補正が、それぞれの場合に確立される。

サーバインサート用のハウジングは、通常、１つ又は２つのユニット高さから構成されるハウジング高さ（略してＨＥ、又は英語で略してユニットをＵという）を有しており、こうして、厳格に規定された寸法を有している。電源ユニットは、通常、厳格に規定された形状係数を有しており、且つ通常、インサートハウジング内の固定設置位置に配置される。これは、電源ユニットのプラグコンタクトが、インサートハウジングのハウジングの床面から略一定の距離に常に存在することを意味する。

それぞれのサーバシステムに応じて、例えばライザーカードや他のプラグインカード等の様々なコンポーネントが、インサートハウジングの内部に配置される。その結果、それぞれのサーバシステムにおける主回路基板は、ハウジングの床面から異なる距離に存在する。複数の主回路基板は、他の機械的な制限のために、例えばインサートハウジングのスロット領域におけるプラグインカードのスロット角の締め付けによって、ハウジングの床面から異なる距離に存在する。その結果、直接的なプラグ接続によって、プラグコンタクトがハウジングの床面から略一定の距離に存在するような電源ユニットを、ハウジングの床面から異なる距離に存在するような主回路基板に容易に接続することができない。

第１の態様によるアセンブリは、角度プラグによって、電源ユニットを主回路基板に直接的にプラグ接続するような設定を行う。第１の設置高さ及び第２の設置高さに応じて、接続領域を介して主回路基板の上面又は底面のいずれかに角度プラグを接続することができ、それによって、電源ユニットのプラグコンタクトに対する高さ補正が確立される。こうして、角度プラグを、様々な向きで、基本的に１８０°の間の回転で主回路基板の底面又は上面に接続することができる。従って、ハウジングの床面に対して第１又は第２の設置高さでインサートハウジング内に配置される主回路基板に、同一の電源ユニットを直接的にプラグ接続することが可能となる。このために、角度プラグは、接続領域と嵌合プラグコンタクトとの間にオフセットを有しており、角度プラグは、このオフセットによって、主回路基板と電源ユニットのプラグコンタクトとの間のオフセットを補正する。

設置高さは、基本的に、ハウジングの床面から主回路基板までの範囲にある平面に対する法線方向の距離であると理解される。この場合に、設置高さは、必ずしも特定の値を想定する必要はなく、むしろ例えば１ミリメートル（ｍｍ）までの狭い許容誤差を含んでもよい。

従って、必ずしも別個のプラグ接続部を、様々なサーバシステム及び異なる設置高さを含む主回路基板に設ける必要はない。また、ケーブル及び／又は別の中間基板を用いなくてもよい。さらに、この種のアセンブリは、いわゆるホットプラグ機能に適している。ホットプラグ機能は、（サーバ）システムの動作中に、設置部品又は挿入部品を交換又は取替えする能力を有すると理解される。このため、角度プラグを用いることによって、電源ユニットを直接的にプラグ接続するためのコンポーネントの変形形態を削減することができる。これによって、角度プラグを大量に生産することができるので、簡素化した物流及び低単価がもたらされる。

換言すれば、角度プラグは、主回路基板の第１の設置高さや第２の設置高さとは無関係に、電源ユニットのプラグコンタクトを角度プラグの嵌合プラグコンタクトに受容させるように、主回路基板の第１の中心面と電源ユニットのプラグコンタクトの第２の中心面との間のオフセットを補正する。こうして、角度プラグは、主回路基板の２つの設置高さにおける電源ユニットと主回路基板との間の様々なプラグ又は接続レベルを補正する。

換言すれば、主回路基板の第１の中心面に対して平行であり、角度プラグのインサート状態において接続領域に対向する面が、電源ユニットのプラグコンタクトの第２の中心面から実質的に一定の距離に存在しており、第２の中心面が、第１の中心面に対して平行に延びている。

更なる改良によれば、主回路基板は、角度プラグを接続するための接続部、具体的には金属化開口部を有しており、この金属化開口部は、角度プラグの接続領域を、主回路基板の上面及び底面におけるコンタクト領域に電気的に接触させることが可能である。簡易な方法で且つ工具を用いることなく角度プラグを取り付けることができるので、この取付け（嵌合）のためのコストは、結果として低減される。

更なる改良によれば、角度プラグの接続領域は、主回路基板に接続するための押込みコンタクト、具体的には圧入コンタクトを有する。圧入コンタクトを、特に簡易な方法で、主回路基板のコンタクト領域に、例えば金属化開口部内に挿入することができる。これは、主回路基板の上面及び底面の両方から可能である。ハンダ付けワイヤ接触又は接続させるためのウェーブはんだ付け(wave soldering)プロセスが、押込みコンタクト、具体的には圧入コンタクトを用いることによって、貫通孔技術（略してＴＨＴ）によりコンタクトホールを介して行われる。特に、ワイヤーコンタクトが底面から主回路基板内に挿入された場合に、複雑な手段（従って、非常に高いコストがかかる）を使用する場合のみ、マザーボードの上面のウェーブはんだ付けを実現することが可能である。しかしながら、角度プラグを簡易な方法で且つ工具を用いることなく取り付けることができるので、押込みコンタクトは、製造が簡易で且つ取り付け易い。押込みコンタクトは、追加の取付けステップにおいてはんだ付けする必要はなく、結果として、時間とコストが節約される。

更なる改良によれば、角度プラグの嵌合プラグコンタクトは、電源ユニットのプラグコンタクトを受容するためのばねコンタクト、具体的にはばねコンタクト・ストリップを有する。これは、電源ユニットを角度プラグに直接的に接続する簡易な方法を提供する。ばねコンタクトの設定によって、製造許容誤差を補正することができ、且つ上述したように、主回路基板の設置高さの許容範囲を補正することができる。これは、ばねコンタクトが、そのばねの力によって、電源ユニットのプラグコンタクトとの接触を許容範囲内に常に確立するためである。

更なる改良によれば、電源ユニットのプラグコンタクトは、少なくとも１つの舌片状コンタクト、具体的には金製舌片状コンタクトを有する。これによって、特に直接的なプラグ接続、従ってホットプラグ機能に適したプラグコンタクトの簡易な改良が提供される。

更なる改良によれば、角度プラグは、鏡面対称の設計である。その結果、角度プラグの向きとは無関係に、プラグコンタクトを用いて、主回路基板の上面又は下面に電源ユニットを正確に接続することが可能である。これは、例えば、電源ユニットの正確なコンタクト又はピンが、この電源ユニットのコンタクト又はピンが設けられた、主回路基板の対応するコンタクト又は導電トラックに常に接続されることを意味する。

第２の態様によれば、第１の態様によるアセンブリで使用するための角度プラグについて説明する。
更なる改良は、以下で説明する例示的な実施形態の詳細な説明に開示される。
本発明について、添付の図面を参照して例示的な実施形態として以下で詳細に説明する。

第１の設置高さの主回路基板を有するサーバインサート用のアセンブリの概略断面図である。 第２の設置高さの主回路基板を有するサーバインサート用のアセンブリの概略断面図である。 電源ユニットの斜視図である。 角度プラグの斜視図である。

図１及び図２には、サーバシステムのサーバインサート用のアセンブリＡＯの概略断面図が示されている。アセンブリＡＯは、インサートハウジングのハウジングの床面ＧＢを有する。アセンブリＡＯは、角度プラグＷＳをさらに有しており、この角度プラグＷＳの構造的な改良が、図４の斜視図に示されている。アセンブリＡＯは、図３に示される設計の一例として、プラグコンタクトＳＫを含む電源ユニットＮＴをさらに有しており、プラグコンタクトは、例えば金製舌片状コンタクト等の舌片状コンタクトである。電源ユニットＮＴ及び角度プラグＷＳについて他の構造的な改良も可能である。

アセンブリＡＯにおいて、主回路基板ＨＰは、ハウジングの床面ＧＢに対して、図１に示されるように第１の設置高さＥＨ１に及び図２に示されるように第２の設置高さＥＨ２に設置される。設置高さＥＨ１及びＥＨ２は、ハウジングの床面ＧＢの範囲の平面に対して垂直な方向に、ハウジングの床面ＧＢから主回路基板ＨＰの底面ＵＳまでの距離を意味すると理解される。

角度プラグＷＳは、本体ＧＫを有しており、この本体は、図４に示されるように、電源ユニットＮＴのプラグコンタクトＳＫに接続するための嵌合プラグコンタクトＧＳを第１面に含む。嵌合プラグコンタクトＧＳは、電源ユニットＮＴの舌片状コンタクトを受容するための複数のばねコンタクトを有するようなばねコンタクト・ストリップとして設計される。角度プラグＷＳは、接続領域ＡＢを本体の第２の面に有する。押込みコンタクト、具体的には圧入コンタクトが、接続領域ＡＢに配置される。圧入コンタクト及びばねコンタクトが、本体ＧＫの内部のラインＬを介して電気的に接続される。角度プラグＷＳの内部における電気的接続の更なる詳細は、図示していない。

主回路基板ＨＰは、角度プラグＷＳを接続するために、金属化開口部が配置されたコンタクト領域ＫＢを有する。この場合に、開口部は、主回路基板ＨＰの厚さＤに亘って主回路基板ＨＰに連続的に形成される。こうして、角度プラグＷＳを、接続領域ＡＢを介して主回路基板ＨＰの上面ＯＳ（図１参照）及び底面ＵＳ（図２参照）の両方に接続／又はプラグ接続することが可能である。

上述したように、電源ユニットＮＴは、通常、厳格に規定された形状係数を有しており、且つプラグコンタクトＳＫが、サーバインサートのハウジングの床面ＧＢから第１の固定距離Ａ１になるようにサーバインサート内に配置される。従って、図１及び図２によるアセンブリＡＯのプラグコンタクトＳＫは、ハウジングの床面ＧＢから実質的に同じ第１の距離Ａ１、例えば４．３ｍｍにあり、その距離は、設置高さＥＨ１及びＥＨ２に対して同様に規定される。

図１及び図２による主回路基板ＨＰの異なる設置高さＥＨ１及びＥＨ２は、上述したように、機械的な制限に起因する。第１の設置高さＥＨ１は、ハウジングの床面ＧＢからの距離であり、例えば、３ｍｍである。第２の設置高さＥＨ２は、ハウジングの床面からの距離であり、例えば、５．６ｍｍである。従って、図１及び２の両方のアセンブリＡＯにおいて、主回路基板ＨＰの第１の中心面ＭＥ１と、電源ユニットＮＴのプラグコンタクトＳＫの第２の中心面ＭＥ２との間にオフセットが存在する。こうして、主回路基板ＨＰのコンタクト領域ＫＢ及び電源ユニットＮＴのプラグコンタクトＳＫは、異なるプラグ接続レベルを有する。

第１の中心面ＭＥ１と第２の中心面ＭＥ２との間のオフセットは、ここで角度プラグＷＳによって補正される。この場合に、図１による角度プラグＷＳは、接続領域ＡＢを介してコンタクト領域ＫＢにおける主回路基板ＨＰの上面ＯＳに接続される。この場合に、角度プラグＷＳの嵌合プラグコンタクトＧＳは、２つの中心面ＭＥ１及びＭＥ２の間のオフセットが補正されるように実質的に配置され、プラグコンタクトＳＫが、嵌合プラグコンタクトＧＳに受容される、又は嵌合プラグコンタクトＧＳが、プラグコンタクトに接触する。これと同様に、角度プラグＷＳは、図２による主回路基板ＨＰの底面ＵＳに接続される。

従って、角度プラグＷＳは、主回路基板ＨＰの両方の設置高さＥＨ１及びＥＨ２について、電源ユニットＮＴのプラグコンタクトＳＫに対して高さ補正を確立する。この場合に、主回路基板ＨＰの上面ＯＳ又は底面ＵＳは、プラグコンタクトＳＫの第２の中心面ＭＥ２から一定の距離Ａ２に実質的に留まる。換言すれば、挿入状態で角度プラグの接続領域ＡＢに面しており且つ主回路基板ＨＰの第１の中心面ＭＥ１に対して平行に延びる表面は、第２の中心面ＭＥ２から一定の距離Ａ２に留まる。これは、図１及び図２によって示されている。

主回路基板ＨＰによって電源ユニットＮＴへの正確な接点接続を実現する又は確実にするために、角度プラグＷＳは、図４により示されるように、対称面ＳＥに対して実質的に鏡面対称の設計とされる。この場合に、対称面ＳＥは、プラグコンタクトＳＫの第２の中心面ＭＥ２に対して垂直に配置されるとともに、電源ユニットＮＴのプラグ差込み方向（図４に破線で示される）に対して垂直に配置される。その結果、角度プラグＷＳを、主回路基板ＨＰの底面ＵＳ及び上面ＯＳの両方に接続することができ、且つ電源ユニットＮＴと主回路基板ＨＰとの間の正確な電気的接続を確立することができる。この場合に、補正は、電源ユニットＮＴのプラグコンタクトＳＫのライン、コンタクト又はピンが、角度プラグＷＳにより、コンタクト領域ＫＢにおける主回路基板ＨＰの対応するコンタクト、ライン又はピンに接続されることを意味する。

アセンブリＡＯによって、電源ユニットＮＴを、プラグコンタクトＳＫを介して主回路基板ＨＰに直接的に接続することが可能になる。そのため、上述したホットプラグ機能が可能になる。この場合に、第１又は第２の設置高さＥＨ１又はＥＨ２とは無関係に、角度プラグＷＳのみを、設ける必要がある。電源ユニットＮＴへの直接的な接続をするための、主回路基板ＨＰの異なる設置高さＥＨ１及びＥＨ２を準備するために、更なるプラグコネクタを設ける必要はない。

図１及び図２に示されるように、本体ＧＫは、段差Ｓを含む階段状の設計である。段差Ｓは、角度プラグＷＳの挿入状態で、インターロック法で主回路基板ＨＰ上に配置される。結果として、電源ユニットＮＴのプラグコンタクトＳＫが、角度プラグＷＳの嵌合プラグコンタクトＧＳ内に挿入されるときに、主回路基板ＨＰによって、第１の中心面ＭＥ１に対して実質的に平行な挿入方向ＥＲに力を受けることができ、それによって、この力の全てが、角度プラグＷＳの接続領域ＡＢに及び主回路基板ＨＰのコンタクト領域ＫＢに伝達されないようにする。

角度プラグＷＳ及び電源ユニットＮＴの構造設計、並びに接続領域ＡＢと嵌合プラグコンタクトＧＳとの間の電気的接続は、例として単に理解すべきである。他の構造設計も可能である。図１によれば、角度プラグＷＳは、第１の中心面ＭＥ１から始まるオフセットをプラグコンタクトＳＫの第２の中心面ＭＥ２に対して上向きの第１の方向に補正する。図２によれば、第１の方向とは反対向きの第２の方向において、第１の中心面ＭＥ１から始まるこのオフセットを下向きに補正する。代替形態の、角度プラグＷＳの構造設計によれば、２つの方向は相互に置き換えることができる。

Ａ１ 第１の距離
Ａ２ 第２の距離
ＡＢ 接続領域
ＡＯ アセンブリ
Ｄ 厚さ
ＥＨ１ 第１の設置高さ
ＥＨ２ 第２の設置高さ
ＥＲ 挿入方向
ＧＢ ハウジングの床面
ＧＫ 本体
ＧＳ 嵌合プラグコンタクト
ＨＰ 主回路基板
ＫＢ コンタクト領域
Ｌ ライン
ＭＥ１ 第１の中心面
ＭＥ２ 第２の中心面
ＮＴ 電源ユニット
ＯＳ 上面
Ｓ 段差
ＳＥ 対称面
ＳＫ プラグコンタクト
ＵＳ 底面
ＷＳ 角度プラグ

Claims (7)

1. コンピュータシステムのアセンブリ（ＡＯ）であって、当該アセンブリは：
   −ハウジングの床面（ＧＢ）を含むインサートハウジングと；
   −前記ハウジングの床面（ＧＢ）上に配置され且つプラグコンタクト（ＳＫ）を有する電源ユニット（ＮＴ）と；
   −前記インサートハウジング内に配置され、前記ハウジングの床面（ＧＢ）に対して平行な主回路基板（ＨＰ）と；
   −前記電源ユニット（ＮＴ）を前記主回路基板（ＨＰ）に接続するための嵌合プラグコンタクト（ＧＳ）及び接続領域（ＡＢ）を有する角度プラグ（ＷＳ）と；を備えており、
   前記角度プラグ（ＷＳ）が前記接続領域（ＡＢ）を介して前記主回路基板（ＨＰ）に接続された場合に、前記角度プラグは、前記主回路基板（ＨＰ）の第１の設置高さ（ＥＨ１）で前記主回路基板（ＨＰ）の上面（ＯＳ）に接続され、且つ前記主回路基板（ＨＰ）の第２の設置高さ（ＥＨ２）で前記主回路基板（ＨＰ）の底面（ＵＳ）に接続され、それによって、前記電源ユニット（ＮＴ）のプラグコンタクト（ＳＫ）に対する高さ補正が、それぞれの場合に確立される、
   アセンブリ（ＡＯ）。
2. 前記主回路基板（ＨＰ）は、前記角度プラグ（ＷＳ）を接続するためのコンタクト領域（ＫＢ）、特に金属化開口部を有しており、前記主回路基板（ＨＰ）の上面（ＯＳ）及び底面（ＵＳ）において、前記角度プラグ（ＷＳ）の前記接続領域（ＡＢ）を前記コンタクト領域（ＫＢ）に電気的に接触させことが可能である、
   請求項１に記載のアセンブリ（ＡＯ）。
3. 前記角度プラグ（ＷＳ）の前記接続領域（ＡＢ）は、前記主回路基板（ＨＰ）に接続するための押込みコンタクト、特に圧入コンタクトを有する、
   請求項１に記載のアセンブリ（ＡＯ）。
4. 前記角度プラグ（ＷＳ）の前記嵌合プラグコンタクト（ＧＳ）は、前記電源ユニット（ＮＴ）の前記プラグコンタクト（ＳＫ）を受容するためのばねコンタク、特にばねコンタクト・ストリップを有する、
   請求項１に記載のアセンブリ（ＡＯ）。
5. 前記電源ユニット（ＮＴ）の前記プラグコンタクト（ＳＫ）は、少なくとも１つの舌片状コンタクト、特に金製舌片状コンタクトを有する、
   請求項１に記載のアセンブリ（ＡＯ）。
6. 前記角度プラグ（ＷＳ）は、鏡面対称に設計される、
   請求項１に記載のアセンブリ（ＡＯ）。
7. 請求項１に記載のアセンブリ（ＡＯ）で使用するためのアン角度プラグ（ＷＳ）であって、該角度プラグは、主回路基板（ＨＰ）に接続するための接続領域（ＡＢ）を有するとともに、電源ユニット（ＮＴ）のプラグコンタクト（ＳＫ）に接続するための嵌合プラグコンタクト（ＧＳ）を有しており、前記角度プラグ（ＷＳ）は、前記電源ユニット（ＮＴ）のプラグコンタクト（ＳＫ）と、コンピュータシステム内に設置された状態のメイン回路基板（ＨＢ）との間の高さ補正を確立するように設計される、
   角度プラグ。
   

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