TWI542079B - 電力分布單元、電力插座單元、和分布電力的方法 - Google Patents

Description

電力分布單元、電力插座單元、和分布電力的方法 [相關申請案]

本申請案請求依據美國35 U.S.C.§119(e)對2009年6月11日申請之美國第61/186,241號暫時申請案的優先權。該暫時申請案的名稱為「用於使安裝空間最小化的雙列IEC C13和/或C19成組插座」。茲將該暫時申請案全部倂入本文做參考。

本發明關於鎖固電性插座單元，特別是關於電力分布單元(power distribution unit,PDU)產品，其包括鎖固電性插座，例如符合國際電子技術委員會(IEC)之IEC 60320標準的電性插座，包括與IEC-C13或IEC-C19相容的電性插座。

在許多習知鎖固插座技術中的插座配置，包括在多個個別(非成組)的插座之間的間隙，以容置鎖固機構。如果需要鎖固機構，則各插座之間的此間隙限制了能被包含在給定區域內的插座數目，並排除使用工業標準成組插座。

本發明的各實施例和各方面關於包含有成組電性插座的電力插座單元，其使用在例如電力分布單元或非可中斷電力供給的設備中。本文所揭露的電力插座單元用於包括有在插座中的鎖固機構。該鎖固機構有利於將電線固定至電性插座，以幫助防止電線意外地從電力插座解除耦合。電力插座單元包括成組電力插座，配置該等成組電力插座使其組態有助於在給定的區域內包括大數目的電力插座。

本發明的一實施例提供一種電力分布單元。該電力分布單元包含輸入部和殼體；建構該輸入部用於接收輸入電力。該殼體包括第一外邊緣、第二外邊緣、和頂部表面。該頂部表面被包含在該第一外邊緣和該第二外邊緣之間，且具有複數電力插座。該複數電力插座之每一者具有三個輸出端子，包括接地端子、第一端子、和第二端子。該複數電力插座被配置在相鄰兩行中，包括第一行和第二行，且在該第一行和該第二行之每一者中至少有二個電力插座。其中，配置該複數電力插座，使得在該第一行內之該等電力插座的該等第一端子和該等第二端子沿著第一條線形成，在該第二行內之該等電力插座的該等第一端子和該等第二端子沿著第二條線形成，在該第一行內之該等電力插座的該等接地端子沿著第三條線形成，和該第二行之該等電力插座的該等接地端子沿著第四條線形成。該第一條線、該第二條線、該第三條線、和該第四條線平行地配置。該複數電力插座以下述其中一種方式配置：該第三條線和該第四條線位在該第一條線和該第二條線之間的配置，和該第一條線和該第二條線位在該第三條線和該第四條線之間的配置。

依據本發明的一方面之電力分布單元，該輸入部包括電線，其具有接地導體、第一導體、和第二導體；該接地導體耦合至該複數電力插座之每一者的該等接地端子；該第一導體耦合至該複數電力插座之該等第一端子的每一者；該第二導體耦合至該複數電力插座之該等第二端子的每一者。

依據另一方面，電力分布單元更包含電池，其被包含在該殼體內，且其中將該電力分布單元建構成非可中斷電力供給，該非可中斷電力供給被建構用於當在該輸入部損失電力時，從該電池提供電力至該等電力插座之該等第一端子和該等第二端子。

依據另一方面，該殼體具有寬度和長度，且該長度大於該寬度，且其中該殼體的該長度在平行於該第一條線的方向中延伸。

依據另一方面，電力分布單元更包含形成在該殼體內的至少一槽，且其中該複數電力插座之至少其一和該至少一槽結合，且其中建構該至少一槽用於機械式地保持鎖固電線的鎖固翼片。

依據另一方面，該複數電力插座的每一者電性地連接至接地導體、第一導體、和第二導體，且其中該複數電力插座之至少其一的該接地導體、該第一導體、和該第二導體之至少其一和在該電力插座單元中之全部其他該複數電力插座的該接地導體、該第一導體、和該第二導體之每一者電性地隔絕。

依據另一方面，該等電力插座符合國際電子技術委員會的IEC 60320標準。

依據另一方面，相鄰電力插座之間的間隔小於該第三和該第四條線之間的間隔。

依據另一方面，電力分布單元更包含複數電力輸入端子相對於該電力插座單元之中心軸線非對稱地配置。

依據另一方面，電力分布單元更包含非對稱地建構的殼體。

另一實施例提供一種電力插座單元。該電力分布單元包含殼體、複數電性插座、和槽或凹部其中至少一者，其形成在該殼體內。該槽或凹部之該至少一者的至少其一和該複數電力插座的每一者相結合，建構該槽或凹部之該至少一者的每一者用於保持鎖固電線的鎖固翼片。其中該殼體包括四個壁，且該四個壁其中之二包括該槽或凹部之該至少一者的至少其一形成在其內。

依據電力插座單元的一方面，該複數電性插座包括至少一組四個電性插座，該四個電性插座呈2×2格子型態配置。

依據另一方面，該複數電性插座包括至少一組六個電性插座，該六個電性插座呈2×3格子型態配置。該至少一組六個電性插座可被配置在一表面內，該表面的表面積小於60平方厘米。

另一實施例提供一種分布電力的方法。該分布電力的方法包含：將電力分布單元安裝在含有電性設備的電性設備線架內，該電力分布單元包括複數電力插座，每一電力插座具有開口以接收鎖固電線的鎖固翼片；提供複數鎖固電線，每一鎖固電線具有第一末端和第二末端，該第二末端具有鎖固翼片，且該第二末端具有第一端子、第二端子、和接地端子；將第一鎖固電線的該第一末端耦合至安裝在該電性設備線架內的第一電性設備單元；將該第一鎖固電線的該第二末端耦合進入該複數電力插座的第一個，使得該第一鎖固電線的該鎖固翼片和該複數電力插座之該第一個的開口相匹配，且使得該複數電力插座之該第一個的該第一端子、該第二端子、和該接地端子在第一旋轉位置中；和將該複數鎖固電線之第二鎖固電線的該第一末端耦合至安裝在該電性設備線架內的第二電性設備單元；將該第二鎖固電線的該第二末端耦合進入該複數電力插座的第二個，使得該第二鎖固電線的該鎖固翼片和該複數電力插座之該第二個的開口相匹配，且使得該複數電力插座之該第二個的該第一端子、該第二端子、和該接地端子在第二旋轉位置中，該第二旋轉位置從該第一旋轉位置偏置達180度。

依據分布電力的方法之一方面，該複數電力插座包括至少一組四個電力插座，該四個電力插座呈2×2格子型態配置。

依據另一方面，分布電力的方法更包含將第三鎖固電線的該第二末端耦合進入該複數電力插座的第三個，使得該第三鎖固電線的該鎖固翼片和該複數電力插座之該第三個的開口相匹配，且使得該複數電力插座之該第三個的該第一端子、該第二端子、和該接地端子在該第一旋轉位置中。該方法更包含將第四鎖固電線的該第二末端耦合進入該複數電力插座的第四個，使得該第四鎖固電線的該鎖固翼片和該複數電力插座之該第四個的開口相匹配，且使得該複數電力插座之該第四個的該第一端子、該第二端子、和該接地端子在該第二旋轉位置中。

本發明的應用不限於記載於下文說明或例示於圖式中的細部結構和組件的配置。本發明可有其他實施例，且可用各種方式實施或實行。此外，本文所用的片語和術語是為了說明之目的，且不應被認為限制。本文所用之「包括(including)」、「包含(comprising)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「涉及(involving)」、和其變化詞，意欲涵蓋其後所列舉的項目和其均等者及附加的項目。

本發明導向鎖固電性插座單元，且導向包含有鎖固電性插座之電力分布單元(power distribution unit,PDU)或非可中斷電力供給(UPS)產品。該鎖固電性插座例如符合國際電子技術委員會(IEC)之IEC-C13或IEC-C19標準。這些插座可和鎖固電線聯合使用，該等電線例如由英國Warrington,WA3 7JX,Volex Group plc of Birchwood Science Park所發展者，例如在公開第2009/0137142 A1號美國專利申請案中所描述者，該美國專利申請案的發明名稱為「正向(positive)鎖固連接器」。鎖固插座和鎖固電線提供一種不必使用龐大托架就可固定電線的方法，或將電線固定至(例如)電性設備線架(rack)電力分布源的另一種方法。一些鎖固插座被設計用於和電線一起使用。該電線包括有鎖固翼片，例如圖3、9、和10所示的電線50。當插入插座時，電線50上的鎖固翼片60將電線50固定至插座。鎖固翼片60可嚙合插座內的槽或凹部70。電線50被插入插座內，以將電線50鎖固在插座內適當位置。可手動按壓鎖固翼片60，以移除電線50。雖然本文描述Volex鎖固電線和插座，但是本發明並不限於Volex型電線和插座。其他鎖固插座技術也可和本發明的實施例聯合使用。

習知的鎖固插座技術常常需要包括各插座20之間的間隙40，以容置鎖固機構。圖3顯示複數代表性之習知鎖固插座20之間的此間隙40。插座的此配置對比於習知的個別(非成組)插座單元，該等個別插座單元用於和非鎖固電線一起使用，其可包括呈線型配置的IEC插座。圖1A、1B、2A、和2B例示此等習知成組IEC插座單元10、15的例子。這些習知插座單元10、15可具有緊密間隔的複數插座20，因為其不需容置電線上的鎖固機構。這些習知的插座單元10、15可包括導電體30，以輸送電力至個別插座20和/或提供接地。

許多可安裝電力分布單元110的線架被設計用於裝配在工業標準外殼內，例如42U外殼，該外殼會限制可能使用之直立安裝線架電力分布單元110的總長度。由於在各插座20之間需要間隔間隙以容置Volex鎖固機構，所以可設置在標準電性設備線架電力分布單元110上之插座20的總數目，會受限制成比消費者所希望的數目少。本發明的實施例促進增加提供能裝配在受限制之空間量內的鎖固電性插座20的數目。本發明的實施例可應用至(例如)電性設備線架電力分布單元110和非可中斷電源(UPS)裝置及其他電力分布裝置。

在本發明中描述之至少一些實施例的電力分布單元110，包括新穎的電性插座方位配置和佈局，其允許將較大數目之鎖固電性插座20設置在給定的空間內。

例示在圖4-8中的是電性插座組態的例子，其可使用在本發明之成組插座單元80的一些實施例中。例示在圖4-8中的插座組態包括兩相鄰行(column)的電性插座20，其彼此相面對。在其中一行的電性插座20中，電性插座20被從另一行中的電性插座20旋轉180度。例示在圖4-8中的插座20被配置成2×3格子的配置。在另一實施例中，可呈現的插座20比6個更多或更少。例如成組插座單元80可包括4個插座，例如圖4所例示在頂部兩列中之4個插座，其被配置成2×2格子配置。每一插座20包括二電力端子和一接地端子。本發明不限於所例示之插座類型。在本發明的不同實施例中，也可利用不同的插座(例如建構用於一起使用者，例如歐洲或中國風格的插頭)。圖4-8例示具有6個插座之成組插座單元80，但是不同的實施例也可具有不同數目的插座20(例如所示之2行且每行有3個插座，或2行且每行有X個插座，X可等於1、2、3、4等等)。此外，不同實施例之成組插座單元80可具有和所例示者不同組態的插座20。例如在一些實施例中的成組插座單元80中，一或更多插座20可從圖4-8所例示者旋轉180度。

在一些實施例的成組插座單元80中，一或更多附加鎖固插座20可被包括具有位於在相鄰行的插座20和附加插座20之間的空間，例如圖3所例示的空間40。在一些實施例的成組插座單元80中，一或更多附加鎖固插座20可被包括從其他的插座20旋轉90度且設置在相鄰其他的鎖固插座20，但是具有一開放空間，該開放空間在附加插座的側面而非相鄰於其他的插座20。在其他實施例的成組插座單元80中，非鎖固插座可被包括連同鎖固插座20。在一些實施例中，複數行的插座20可彼此偏置，使得在其中一行之插座20和另一行中的插座20不對齊。一些實施例的成組插座單元80可包括比兩行還多的插座。在圖4-8之成組插座單元80的例子中，插座20呈雙行配置，且接地端彼此相面對。在其他實施例中，可配置插座20使得接地端的方位彼此相遠離。

在至少一實施例中，藉由三個分離的金屬導體90連接全部的火線(line)、中性、和接地端子。在圖5、7、8所例示之成組插座單元80的後視圖中，可看到這些連接器。在一些實施例中，只有三個快速連接端子100供整個成組插座單元80之用，亦即一個火線、一個中性、和一個接地。其他實施例可具有較大數目的端子100。選擇性地，也可藉由使用快速連接或焊接端子來建構單元80，該等端子連接至輔助印刷電路板供成組(匯流排；bussing)火線、中性、或接地機構之用。此外，選擇性地，在不同插座20上的火線和/或中性端子可維持非成組，以允許連接至個別或不同電源。

例示在圖4-8中之插座20的組態提供相對於例如圖1A-3所例示的電性插座組態的優點，此乃因為例如圖1A-3所例示之成組插座20呈單一行或列配置，其無法容置自我鎖固電線50之自我鎖固機構(例如Volex Group plc所提供者)。就相同數目的插座20而言，單一行或列成組插座比本發明之成組插座單元80需要更多的底座長度。因此，相較於先前可獲得者，至少本發明的一些實施例有助於在小且袖珍的空間裝配更多的鎖固插座20。

在圖4-8所例示之插座20的組態中，相鄰的插座可彼此抵靠鄰接，所以各插座之間幾乎沒有或沒有間隔。在一些實施例中，相鄰插座之間的間隔(例如在圖4之直立方向中各插座之間的間隔)可約為2.2毫米，且在相面對插座之間的間隔(例如在圖4之水平方向中各插座之間的間隔)可約為1.1毫米。相較於間隔可能更緊密的插座，上述實施例的此間隔可有助於電線更容易插入成組插座或從成組插座移除。在至少一實施例中，各插座的間隔和配置可導致在一插座單元內包括六個插座之成組插座組態，其長度約10.1厘米(cm)，寬度約5.5厘米，和表面積約為55.5平方厘米。在一些實施例中，各插座之間可設置較大的間隔，其將導致在成組的插座單元內較低密度的電力插座。

在一些實施例中，本發明之成組插座單元80可包括一或多個機構，該機構只允許在單一方向中安裝成組插座80。為了此目標，成組插座單元80可包括如圖7和圖8所例示之非對稱電性連接器組態。取代性或附加地，成組插座單元80的相反末端可具有不同機構，該等機構允許成組插座單元80只在單一方向中被安裝在插座支座和/或電力分布單元110中。本發明之只允許在單一方向中安裝成組插座80的機構，可幫助維持火線和中性端子在安裝於電力分布單元內之每一成組插座80中的對應電性插座的相同位置。

圖9和10例示成組插座單元80的自我鎖固機構。缺口(或在一些實施例中的槽、凹部、凹陷)70形成在成組插座單元80之殼體的側壁中，該缺口對應於每一鎖固插座20。匹配電線50具有自我鎖固翼片60。當電線50插入插座20時，翼片60上的凸部嚙合殼體內對應於插座20的缺口、槽、凹部、或凹陷70。翼片60的凸部嚙合缺口、槽、凹部、或凹陷70，將電線50鎖固在插座20內的適當位置。自我鎖固翼片60可被手動地按壓，以使凸部脫離缺口、槽、凹部、或凹陷70的嚙合，並允許電線50從插座20移除，如圖10所例示。

本發明實施例之成組插座單元80可被使用在電力分布單元110上，建構該電力分布單元用於安裝在電子設備線架上。圖11和12例示此電力分布單元110的一個例子。圖11和12之電力分布單元包括六個成組插座單元80，每一成組插座單元具有六個電性插座20。在另一實施例中，電力分布單元可包括更多或更少的成組插座單元80，且每一成組插座單元可包括比六個更多或更少的電性插座20。並非全部需要以相同的方式或相同數目的電性插座20來建構被安裝至電力分布單元110的全部成組插座單元80。圖11和12之電力分布單元110包括電性匯流排線(未示)，用於輸送電力和提供接地至安裝在其上之成組插座單元80的電性連接。本發明實施例之成組插座單元80也可更廣泛為地使用在其他方面包括非可中斷電源(UPS)裝置和其他電力分布裝置。

因此已描述本發明至少一實施例的多個方面，應瞭解的是，熟悉該技藝人士可思及各種變化、修飾、和改良。該等變化、修飾、和改良部為本發明的一部分，且在本發明的精神和範圍內。因此，前述說明和圖式只是做為例子之用。

10．．．習知的插座單元

20．．．插座

30．．．導電體

40．．．間隙(空間)

50．．．電線

60．．．(自我)鎖固翼片

70．．．槽(凹部，缺口)

80．．．成組插座單元

90．．．(金屬)導體

100．．．快速連接端子

110．．．電力分布單元

無意依比例繪製附圖。在圖式中，各圖中例示的相同或幾乎相同的每一組件以類似的數字代表。為了清晰，並非每一組件都標註符號在每一圖中。在圖式中：

圖1A是習知成組插座單元之前側等軸視圖；

圖1B是習知成組插座單元之後側等軸視圖；

圖2A是第二類型習知成組插座單元之前側等軸視圖；

圖2B是第二類型習知成組插座單元之後側等軸視圖；

圖3例示習知單元的一部分，其顯示如果插座單元和適當鎖固(lock-in-place)電線一起使用時，個別(非成組)插座之間所需的間隔；

圖4是本發明實施例之成組插座單元的平面視圖；

圖5是圖4之成組插座的後側平面視圖；

圖6是圖4之成組插座的前側等軸視圖；

圖7是圖4之成組插座的後側等軸視圖；

圖8是圖4之成組插座的另一後側等軸視圖；

圖9例示本發明實施例在已連接和已鎖固之組態中的鎖固電線和插座；

圖10例示圖9的鎖固電線和插座在分離組態中；

圖11是本發明實施例之電力分布單元的等軸視圖，該電力分布單元包括六個成組插座單元；和

圖12是圖11之電力分布單元的後側等軸視圖。

50．．．電線

60．．．(自我)鎖固翼片

70．．．槽(凹部，缺口)

80．．．成組插座單元

Claims (17)

1. 一種電力分布單元，包含：殼體，其包括：第一外邊緣；第二外邊緣；頂部表面，其被包含在該第一外邊緣和該第二外邊緣之間，且具有複數電力插座，該複數電力插座之每一者具有三個輸出端子，包括接地端子、第一端子、和第二端子；至少一槽，其形成在該殼體內且鄰接該複數電力插座中的至少一者，建構該至少一槽用於保持被插入該複數電力插座之一者內的鎖固電線之鎖固翼片；其中，該複數電力插座被配置在相鄰兩行中，包括第一行和第二行，且在該第一行和該第二行之每一者中至少有二個電力插座；其中，配置該複數電力插座，使得在該第一行內之該等電力插座的該等第一端子和該等第二端子沿著第一條線形成，在該第二行內之該等電力插座的該等第一端子和該等第二端子沿著第二條線形成，在該第一行內之該等電力插座的該等接地端子沿著第三條線形成，和該第二行之該等電力插座的該等接地端子沿著第四條線形成；其中，該第一條線、該第二條線、該第三條線、和該第四條線平行地配置；其中，該複數電力插座以該第三條線和該第四條線位 在該第一條線和該第二條線之間的方式配置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電力分布單元，其中該輸入部包括電線，其具有接地導體、第一導體、和第二導體；該接地導體耦合至該複數電力插座之每一者的該等接地端子；該第一導體耦合至該複數電力插座之該等第一端子的每一者；該第二導體耦合至該複數電力插座之該等第二端子的每一者。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電力分布單元，更包含電池，其被包含在該殼體內，且其中將該電力分布單元建構成非可中斷電力供給，該非可中斷電力供給被建構用於當在該輸入部損失電力時，從該電池提供電力至該等電力插座之該等第一端子和該等第二端子。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電力分布單元，其中該殼體具有寬度和長度，且該長度大於該寬度，且其中該殼體的該長度在平行於該第一條線的方向中延伸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電力分布單元，其中該複數電力插座的每一者電性地連接至接地導體、第一導體、和第二導體，且其中該複數電力插座之至少其一的該接地導體、該第一導體、和該第二導體之至少其一和在該電力插座單元中之全部其他該複數電力插座的該接地導體、該第一導體、和該第二導體之每一者電性地隔絕。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電力分布單元，其中該等電力插座符合國際電子技術委員會的IEC 60320標準。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電力分布單元，其中相鄰電力插座之間的間隔小於該第三和該第四條線之間的間隔。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電力分布單元，更包含位在該第一外邊緣和該第二外邊緣之間的後表面，且具有複數電力輸入端子相對於該電力插座單元之該後表面的中心軸線非對稱地配置。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電力分布單元，更包含非對稱地建構的殼體。
10. 一種電力插座單元，包含：殼體，其包括頂部表面和配置成一對側壁及一對端壁的四個外壁，其中該等側壁的每一者包括形成在其內的至少一槽或凹部，且該頂部表面包括形成在其上並暴露複數內凹區域的複數開口；和複數電性插座，其被配置在相鄰的兩行內且位在該四個外壁內，該複數電性插座的每一電性插座包括具有複數端子的承窩，每一承窩位在該複數內凹區域的唯一內凹區域內；其中，位在該殼體之外壁內的每一槽或凹部被建構用於保持被插入該複數電力插座中之一者內的鎖固電線之鎖固翼片。
11. 如申請專利範圍第10項所述之電力插座單元，其中該複數電性插座包括至少一組四個電性插座，該四個電性插座呈2×2格子型態配置。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電力插座單元，其中該複數電性插座包括至少一組六個電性插座，該六個電性插座呈2×3格子型態配置。
13. 如申請專利範圍第12項所述之電力插座單元，其中該至少一組六個電性插座被配置在一表面內，該表面的表面積小於60平方厘米。
14. 一種分布電力的方法，包含：將電力分布單元安裝在含有電性設備的電性設備線架內，該電力分布單元包括複數電力插座，每一電力插座具有開口以接收鎖固電線的鎖固翼片；提供複數鎖固電線，每一鎖固電線具有第一末端和第二末端，該第二末端具有鎖固翼片，且該第二末端具有第一端子、第二端子、和接地端子；將第一鎖固電線的該第一末端耦合至安裝在該電性設備線架內的第一電性設備單元；將該第一鎖固電線的該第二末端耦合進入該複數電力插座的第一個，使得該第一鎖固電線的該鎖固翼片和該複數電力插座之該第一個的開口相匹配，且使得該複數電力插座之該第一個的該第一端子、該第二端子、和該接地端子在第一旋轉位置中；將該複數鎖固電線之第二鎖固電線的該第一末端耦合至安裝在該電性設備線架內的第二電性設備單元；將該第二鎖固電線的該第二末端耦合進入該複數電力插座的第二個，使得該第二鎖固電線的該鎖固翼片和該複 數電力插座之該第二個的開口相匹配，且使得該複數電力插座之該第二個的該第一端子、該第二端子、和該接地端子在第二旋轉位置中，該第二旋轉位置從該第一旋轉位置偏置達180度。
15. 如申請專利範圍第14項所述之分布電力的方法，其中該複數電力插座包括至少一組四個電力插座，該四個電力插座呈2×2格子型態配置。
16. 如申請專利範圍第14項所述之分布電力的方法，更包含將第三鎖固電線的該第二末端耦合進入該複數電力插座的第三個，使得該第三鎖固電線的該鎖固翼片和該複數電力插座之該第三個的開口相匹配，且使得該複數電力插座之該第三個的該第一端子、該第二端子、和該接地端子在該第一旋轉位置中。
17. 如申請專利範圍第16項所述之分布電力的方法，更包含將第四鎖固電線的該第二末端耦合進入該複數電力插座的第四個，使得該第四鎖固電線的該鎖固翼片和該複數電力插座之該第四個的開口相匹配，且使得該複數電力插座之該第四個的該第一端子、該第二端子、和該接地端子在該第二旋轉位置中。