KR920005464B1 - 시스템 케이블 조립체 및 부품 패키징 - Google Patents

시스템 케이블 조립체 및 부품 패키징 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

시스템 케이블 조립체 및 부품 패키징
제1도는 본 발명에 의해 지적된 자동 도킹 부품을 가진 케이블 캐리어와 외피 샤시 및 카버 구조를 도시한 시스템 외피의 절결 측면도.
제2도는 제1도의 시스템에 도시된 로직 케이지 및 협동 로직북 구조를 도시한 도면.
제3도는 단부 카버, 상부 카버, 로직 케이지 및 교류 전원 유니트를 제거한 상태의 제1도 외피 시스템의 등각도.
제4도는 전방 카버를 제거하고 디스크 드라이브(DASD) 부품중 하나를 일부 제거한 상태의 제1도 외피 시스템의 등각도.
제5도는 전력 케이블링을 도시하는 케이블 캐리어 조립체의 분해도.
제6도는 신호 케이블링을 도시하는 케이블 캐리어 조립체의 분해도.
제7도는 각 타워나 스택에서의 부품을 케이블 캐리어와 대면시키기 위해 캐리어로부터 각 방향으로 향하는 커넥터 및 케이블링을 도시한 케이블 캐리어 조립체의 등각도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12, 13 : 패널 14, 15 : 카버
20 : 캐리어 25 : 커넥터 블럭
27 : AC전원 35 : 로직 케이지
48 : 커넥터 53 : 북
59 : 레일
본 발명은 기계적 및 전기적 패키징, 특히 제조성, 신뢰성, 사용 및 보수에 대한 용이성을 향상시키기 위한 계산 시스템같은 다부품 시스템의 패키징에 관한 것이다.
기존 시스템은 보통 외피내에서 부품을 조립하므로써 구성되는 것으로, 이는 각각의 부품이나 소조립체(subassemblies)를 상호 연결하기 위해 케이블링 및 커넥터의 연속 조립을 필요로 한다. 이는 주요부품이 본래 규격품이고 유니트로서 조립될 때에도 연속적인 조립 또는 분해를 수반한다.
종래의 조립체는 케이블 및 커넥터에의 접근성이 나빠서 시스템 프레임으로의 조립이 어려웠다. 복잡한 불연속 케이블에서의 케이블 배선 문제(cable routing problems with complex discrete cables)는 커넥터에의 접속 오류, 케이블 손상 및 이와 유사한 품질에 대한 문제를 야기할 수 있다. EMC와 작동 신뢰성은 케이블 배선이 시스템마다 다른 경우 심하게 변화할 수 있다. 접근이 어렵기 때문에 조립 및 재작업에는 상당한 비용이 더 든다. 케이블 시험도 각 케이블의 복잡성 및 느슨한 끝부분으로 인해 어렵게 된다.
본 발명의 시스템 패키징은 분리 제작되어 시스템 부품용 커넥터 및 케이블링에 의해 조립되는 중앙 케이블 캐리어를 사용한다. 외피 프레임 및 셸은 케이블 캐리어를 수용 및 고정하는 설치수단이 제공되어 구성된다. 외피 프레임 구조물의 내부 오목부에 케이블을 조립하는 것보다 케이블 캐리어 조립체를 별도로 제작하는 것이 각 시스템에서의 통상의 케이블 배선을 용이하게 해준다. 외피와 케이블 캐리어 조립체를 동시에 제작한 후에는 조립체의 합병이 이루어진다.
이 패키징 시스템은 또한 블라인드 접속을 요하는 각 부품의 장착 위치 후방에서 부품에 전력 및 신호 접속체(electrical power and signal connections)를 배치하기도 한다. 그래서 이 시스템은 효과적인 자동 안내 구조물 및 자동 도킹 전기 접속체를 사용하여 패키징 설계자에 의해 사용자가 사용하기 쉽게 만들어지는 것이다. 지정되고 제한된 통로를 따라 삽입될 때의 시스템의 자동 도킹 혹은 자동 기계적 전기적 접속에 대해서는 1988년 3월 17일자로 더블유. 디. 코르핏츠 등에 의해 출원되어 본 출원인에게 양도된 발명의 명칭이 "3단계 자동 정렬 구조 및 방법인" 미합중국 특허출원 제 169, 638호에 서술되어 있다. 그릇된 장소에 그릇된 방향으로의 장착을 방지하기 위해 부품을 고정시킴으로써, 사용자는 부품이나 전체 시스템에 전기적 혹은 기계적 손상을 일으키는 장착 결정을 할 필요가 없으며 혹은 그 결정을 할 수도 없다. 이는 사용자를 불만족스럽게 할 수 있는 불확실성 문제를 없앨 수 있다.
또한, 전속(resident) 서비스나 현장 서비스보다는 보관소 정비 및 보수(depot maintenance and repair) 그리고 신뢰성의 증가가 요구되는 환경하에서는 사용자나 소비자는 시스템으로부터 부품을 간단히 용이하게 제거할 수 있어야 한다. 제거가 용이하지 않은 경우에는 특수 시스템 부품에 대한 문제를 확인 및 분리하는 여러가지 자가 진단 공구 및 프로그램이 사용자에게는 쓸모없게 된다.
본 발명은 컴퓨터 시스템의 부품과 같은 소조립체를 외피내에 내부 패키징하는 것(internal packaging of components and subassemblies of a system such as the components of a computer system within an enclosure)에 관한 것이다. 외피를 형성하는 샤시 및 카버 구조와 설치된 시스템 부품의 절결 측면도가 제1도에 도시되어 있다. 측부 패널(12, 13)과 전후방 카버(14, 15) 및 상부카버(16)를 가진 성형 및 용접된 판금 샤시 또는 외피 프레임(11)은 시스템 부품 및 소조립체를 수용 및 지지한다.
이 시스템은 다수의 직접 접근 기억장치 또는 디스크 드라이브(DASD)와, 테이프 및 디스켓 드라이브, 전원, 로직북(회로 카드) 및 하나의 보조 전지를 포함할 수 있다. 상기 로직북들은 제1도에 도시한 바와 같이 보조카드를 갖는 기본 로직북 카드의 단일 유니트(single units of a base book card with daughter cards)일 수도 있는데, 제1도에서는 외측 에지면에 이런 카드 3개가 장착되어 있다. 다른 방법으로는, 기본 북이 로직 케이지내의 전체 슬롯을 차지하거나 상기와 같은 보조 카드 두개가 북내의 잔여 여유 공간의 총높이를 차지하게 할 수도 있다. 패키징 시스템은, 많은 부품이 자동 도킹되는 커넥터를 제공하고 외피 공간의 중앙부에 위치하는 중앙 케이블 캐리어(20)를 사용한다. 외피내의 랫치 및 설치 위치(the latched, mointed position)로 미끄러져 들어갈 때 그 후방에서 블라인드 전기 접속될 수 있도록 부품들을 자동 정렬시키는 안내 구조물이 제공된다. 제1도에 도시된 바와 같이, 세개의 DASD 유니트(22)와 테이프 드라이드(23)용으로 사용될 수도 있는 선택적인(optional) 제 4 DASD 및, 디스켓 드라이브(24)가 존재하며, 그 각각은 미끄럼 가능하게 수용되고 또 자동 안내되어 완성된 전기 신호 및 전력 접속을 삽입된 랫치위치에서 커넥터 블럭(25)에 제공하게 되어 있다. 마찬가지로 AC전원(27)은 커넥터 블럭(29)에 접속되도록 핸들(28)을 사용하여 외피 후방에서 삽입될 때 자동 도킹된다. 상기 AC전원(27)은 시스템의 AC입력부에 접속되며, 그 출력으로서 시스템에 요구되는 DC전위(power level)를 가진다. 협동하는 DC 특징 전원(30)(the cooperating DC feature power supply)은 외피 전방에 있는 하부 개구를 통해 삽입되며, AC전원(27)의 내향 단부벽에 의해 지지된 커넥터에 대해 자동 도킹된다.
외피 프레임(11)의 상부 후방부에서는, 케이지 개구(36)와 이에 대응하는 프레임 개구(37)를 통해 연장되는 볼트에 의해 로직 케이지(35)(제2도 참조)가 프레임에 수용되어 고정된다(제 3도 참조). 상부 캐스팅(40)과 하부 캐스팅(41)은 안내로(42)와 그에 일체로 형성된 랫치 돌출부(43)를 갖는다. 로직 케이지(35)의 후방벽(45)에는 커넥터(48)가 설치되며, 상기 후방벽(45)은 케이블 캐리어 케이블 단자(52)에 부착되는 커넥터(49)를 통해 시스템의 평형을 이루면서 연결된다. 일련의 외피 또는 로직북(53)은 회로카드를 지지한다. 이들 로직북(53)은 랫치 위치로 로직 케이지내에 삽입되어 랫치 위치에 도달할 때 북 후방벽 커넥터(55)에서의 전력 및 신호 접속이 완성되도록 각각 도킹식이다. 로직북(53)의 상하부에 있는 레일(59, 60)은 카드가 대응 후방벽 커넥터(48)와 정렬되도록 로직 케이지 안내홈 또는 안내로(42)내에 수용된다. 로직북상이 피봇 랫치(62)는 케이지 랫치 돌출부(43)와 결합되므로써 초기 랫치되고, 상부 랫치 부분이 오버라이드 되어 케이지 크로스바아(63)뒤에 수용될 때 최종적으로 제위치에 로크된다. 후방벽에 정확한 협동 커넥터(48)를 갖는 슬롯에서의 로직북의 적절한 배향(orientation)을 보장하고, 북 삽입을 보장하기 위한 여러가지 고정 기술이 사용된다. 예를 들어 로직북(53) 상부에서의 단축 레일(59)은 거꾸로의 삽입을 방지한다.
시스템 설계는 시스템 자체 및 각 주요부품을 사용자가 장착하기 쉽게 이루어진다. 전원, DASD, 내부 테이프, 디스켓 드라이브 및 보조 로직북 카드는 모두 자동 안내되고, 정확한 위치에 삽입되면 각 전력 및 신호 커넥터에 자동 접속(도킹)된다. 이들 부품의 장착에는 공구가 전혀 필요없다. 선택 사항인 보조전지 및 특별 전원(feature power supply)도 시스템 케이블링에 자동 도킹되고 또 사용자가 장착할 수 있도록 설계된다. 광범위한 특별 부품을 서어비스 요원의 조정없이 사용자가 설정하여 장착할 수도 있다.
제3도는 상부 및 후방 카버를 제거하고 측부 패널(13)을 일부 절결한 상태의 외피 시스템을 도시한다. 케이블 캐리어는 그 위치에서 로직 케이지(35) 장착 이전에 외피의 상부 후방벽 개구를 통해 삽입된다. 외피 프레임(11) 또는 샤시는 스탬핑, 성형 및 용접 처리된 두꺼운 판금으로 형성된다. 측부 카버(12, 13) 및 상부 카버(16)와 결합하여 외피는 전방 카버(14) 및 후방 카버(15)가 설치되는 단부벽을 제외하고 시스템 부품을 둘러싼다. 케이블 캐리어(20)는 7개의 볼트에 의해 샤시에 접속되며, 그중 여섯개의 볼트는 샤시에 부분적으로 삽입되어 고정 개구(33, 39)의 확대 하부를 통해 캐리어를 수용한다. 이들 볼트중 두개는 플랜지(31, 32)에 의해 지지되며 고정 개구(33)에 수용된다. 4개의 볼트는 횡단벽(38)에 의해 지지되며(carried by the cross wall) 캐리어(20)내의 고정 개구(39)에 수용된다(제7도 참조). 케이블 캐리어(20)가 고정 개구(33, 39)의 축소된 상부에 배치됨으로써 상기 모두 6개의 볼트와 정렬된 후에, 최종 볼트는 정렬된 위치에서 캐리어를 정렬된 위치에 유지시키기 위해 최종 볼트가 원형 개구(88)를 통해 삽입된다. 케이블 캐리어(20)(제5도, 6도 및 7도에 상세히 도시함)는 외피 중앙 부분을 차지한다. 캐리어(20)는 별도 조립후 외피(11)에 설치된다. 별개로 제작, 조립된 샤시 혹은 외피 프레임(11)과 케이블 캐리어(20)를 가지므로 시스템 조립체의 복잡성이 감소된다. 이들 소조립체 각각은 따로 제작된 후 합체될 수 있다. 이는 일련의 프레임 제작 과정후에 케이블을 외피 내부에 조립하는 것을 방지해준다. 별도의 케이블 캐리어(20)를 사용하면 그 구조로 인해 전원 및 신호 커넥터가 블라인드 접속하면서 용이하게 자동 도킹할 수 있고, 또 시스템내의 케이블 위치와 시스템의 전자기 양립(EMC)(electromagnetic compatibility) 특성으로부터 일어나는 현상의 변화를 방지하도록 각 시스템의 동일 루트를 따른 케이블 배선 작업(the task of running the cabling)을 단순화해 준다.
로직 케이지(35)는 후방벽내의 상부 개구에 수용되고 전력 단자(67)와 신호 단자(52)에 접속된다. AC전원(27)은 하부 단부벽 개구를 통해 수용되며 AC벌크 전원 커넥터(29)에 자동 도킹한다. AC전원(27)의 후방벽 하부 측면부는 케이블 캐리어(20) 하방에서 연장된다.
제4도는 전방 카버(14)가 제거된 상태의 전방 패널 영역을 포함한다. 카버(14)를 제거하면, 디스크 드라이브(DASD) 유니트(22), 테이프 드라이브(23), 디스켓 드라이브(24) 및 보조 전지 유니트(72)가 미끄럼 가능하게 설치 혹은 제거될 수 있다. 자기 기억 부품(magnetic storage components) 각각은 케이블 캐리어(20)상의 커넥터 블럭(25)에 있는 협동 접속부에 자동 도킹된다. 도시된 바와같이, 자기 기억 유니트 각각은, 외피 프레임(11)의 횡단 부재(79)내의 개구로부터 랫치 돌출부를 해제하도록 상승되는 (화살표 A)탄성 랫치를 하부 중앙부에 갖는 케이지(75)내에 수용된다. 그후 케이지(75)는 프레임(11)과 일체로 형성된 안내로를 따라 후퇴될 수 있다. 전방 카버가 조립된 상태에서 제어 패널(70)은 노출되며, 자기 기억 매체를 삽입 및 제거하기 위한 테이프 드라이브(23)와 디스켓 드라이브(24) 전방으로의 접근이 가능하게 된다.
제5, 6, 7도는 케이블 캐리어를 상세히 도시한 것이다. 제5도는 전력 케이블링, 제6도는 신호 케이블링, 제7도는 여러 부품의 자동 도킹에 도움을 주는 몇몇 정렬 구조물과 전기 커넥터를 제공하도록 상부에 여러개의 커넥터 블럭을 가진 캐리어의 전후방부를 도시한 것이다. 케이블 캐리어 지지 구조물은 서로 볼트로 결합되는 판금 설치판(a sheet metal monting plaste)(47)과 성형 플라스틱 캐리어부(460를 포함한다. 캐리어(20)로부터 연장되는 케이블은 로직 케이지 전력 단자(67)와 신호 단자(52) 및 조작 패널 신호 케이블 단자(86)를 포함한다. 샤시벽에는 DASD 유니트(22)용 커넥터 블럭(25), 테이프 드라이브(23) 및 디스켓 드라이브(24), AC전원 커넥터(29) 및 보조 전지 커넥터(80)가 설치되어 있다. 커넥터 블럭(25)은 테이퍼 정렬 돌출부(81), 부동(floating) 전력 커넥터(82) 및 부동 신호 커넥터(83)를 지지한다. 또, 샤시벽에는 전력 분배 커넥터(87)와, 외부 테이프 유니트를 위한 전력 커넥터(90) 및 신호 커넥터(91)가 지지되어 있다. 케이블 샤시는 별도로 조립되며 그후 상부 개구(65)를 통해 외피 프레임내로 삽입되어 수직 프레임 부재(31, 38)(제3도)에 볼트 고정된다.
상기 본 발명의 설명은 예로서 기술한 것이며, 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 형태 및 세부적 사항에서 다양한 변화가 가능함은 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

  1. 두개의 스택이나 타워에 부품들이 배치된 다부품 시스템용 기계적 및 전기적 패키징 구조물(packaging structure)에 있어서, 외피 프레임과, 조립후 상기 외피내에 설치되어 상기 스택의 부품을 전기적으로 상호 접속시키기 위한 케이블 캐리어 수단을 포함하며, 상기 케이블 캐리어 수단은 각 부품 스택을 향해 대면하는 부품 정렬 수단과 전기적 커넥터를 지지하고, 또한 상기 패키징 구조물은, 상기 외피내의 랫치 장착 위치(a latched, installed position)를 향해 시스템 부품을 안내하는 수단을 포함하며, 상기 시스템은 전기적 접속이 상기 랫치 위치에서 완성되는 것을 특징으로 하는 다부품 시스템용 패키징 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 두 스택의 부품들은 상기 케이블 캐리어가 차지한 상기 중앙 영역쪽으로 상기 외피의 대향 측벽들을 통해 설치되는 것을 특징으로 하는 다부품 시스템용 패키징 구조물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 구조물은, 상기 부품들을 상기 외피내의 작동 장착 위치로 안내하는 수단을 부가로 포함하는데, 여기에는 정확한 부품 위치와 정확한 배향(orientation)을 보장하는 고정(keying)수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 다부품 시스템용 패키징 구조물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 시스템 부품들은 로직 카드 캐리어들과, 자기 기억매체(magnetic storage media) 및 전원수단을 포함하며 이들은 모두 상기 안내 수단에 삽입될 때 자동(automatic)블라인드 전기 접속되도록 자동(self) 정렬되는 것을 특징으로 하는 다부품 시스템용 패키징 구조물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 로직 카드 수단 및 전원 수단은 상기 후방벽 카버 하방에 설치되어 있고 상기 자기 기억 매체는 상기 전방벽 카버 하방에 장착되어 있으며, 제거 가능한 매체를 갖는 기억 장치에 대해 자기 매체를 삽입 및 제거(insertion and removal)하기 위해 상기 전방벽 카버에 접근 구멍이 제공되는 것을 특징으로 하는 다부품 시스템용 패키징 구조물.
  6. 한쪽이 개방된 타워부를 갖는 장비 외피(an equipment enclosure)에 있어서, 상기 장비 외피는, 상기 외피내에서 복수개의 시스템 부품을 각각 수용하여 상기 한쪽으로부터 작동 설치된 전기 접속 위치(an operatively mounted, electrically connected position)까지 안내하기 위한 상기 타워부내의 안내 수단과, 상기 회피내에 제거 가능하게 설치되는 케이블 캐리어 및, 상기 타워부의 경계면에서 상기 케이블 캐리어에 의해 지지되는 커넥터 수단을 포함하며, 상기 커넥터 수단은 관련 부품과 작동 설치 위에서 정렬되며, 상기 작동 설치 위치로 안내됨에 따라 상기 관련부품의 자동 도킹을 가능케하도록 적당한 오배열의 구조적 공차(structure tolerant of moderate misalignment)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장비 외피.
  7. 제6항에 있어서, 정확한 부품 위치에서 정확한 배향으로의 부품 장착을 보장하는 고정 수단을 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장비 외피.
  8. 시스템 부품들이 두개의 수직 정렬 스택내에 설치되는 외피 내부의 데이타 처리 시스템에 있어서는, 케이블 캐리어 조립체와, 상기 두 수직 정렬 부품 스택사이에 상기 케이블 캐리어 조립체를 설치하는 수단과, 상기 케이블 캐리어 조립체에의 전기적 접속을 위한 각 부품 후방의 커넥터 수단 및, 상기 스택의 부품을 전기 접속 작동 위치로 안내하는 수단을 포함하며, 상기 안내 수단에는 부품을 자동 도킹시키기 위한 정렬 수단이 포함되는 것을 특징으로 하는 데이타 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 부품 및 상기 외피는 케이블 캐리어 조립체와의 전기 접속이 완료된 후 관련부품을 유지하도록 작동되는 해제 가능한 협동(cooperating releasable)랫치 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 처리 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 부품을 외피내의 작동 위치에 장착하는 것과 외피로부터 제거하는 것은 공구를 사용치 않고 수작업으로 수행되는 것을 특징으로 하는 데이타 처리 시스템.
  11. 전기적으로 상호 접속된 시스템 부품을 갖는 폐쇄(enclosed)시스템을 공통 외피내에서 조립하는 방법에 있어서, 대향 단부벽을 통한 개구를 가진 외피 프레임 혹은 샤시와, 케이블 캐리어 조립체를 별도로 제작하는 단계와, 상기 프레임에 의해 둘러싸인 공간의 중앙부에 상기 케이블 캐리어 조립체를 장착하여 상기 케이블 조립체와 상기 프레임을 병합하는 단계 및, 완전 삽입 장착 위치(fully inserted, installed position)에 도달함에 따라 블라인드 전기 접속(blind electrical connections)이 자동으로 완결되도록 상기 프레임에 의해 지지된 안내 수단에 시스템 부품을 미끄럼 가능하게 삽입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐쇄 시스템 조립방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 부품을 상기 완전 삽입 장착 위치에서 랫치시키는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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