JP4603032B2

JP4603032B2 - 回路パック用ブランク

Info

Publication number: JP4603032B2
Application number: JP2007295049A
Authority: JP
Inventors: エドワードクラークジョン; シー．パテルナレッシュ
Original assignee: アルカテル−ルーセントユーエスエーインコーポレーテッド
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2020-02-14
Also published as: DE60020757D1; EP1028610A3; US6309295B1; CA2298183A1; EP1028610A2; EP1028610B1; DE60020757T2; CA2298183C; JP2008091939A; JP2000236186A

Description

本発明は、電子装置を機器用棚内に搭載する構成に関し、特に棚内の空気流の背圧を等しくし、非搭載の空いた棚で将来使用するために光学ケーブルを保存するために、空いた棚の場所内でブランク（実際の電子装置の代わりをするダミー装置）を使用する構成に関する。

複雑な電子装置は、数千もの個々の電子部品を相互接続する必要がある。多数の必要とされるこれらの相互接続を管理するために、この電子装置は、電子部品を回路基板（回路パック）に固定し、これらの回路パックをプリントワイヤバックプレンを介して相互接続することにより構成されている。この相互接続された回路パックの集合体は、機器用棚と称するハウジング内に保存される。

回路密度と電力密度が増加すると、熱の放散は重要で難問題となっている。強制空気対流冷却が機器用棚内で用いられ必要な冷却能力を与えている。一般的な棚の構成は、回路パックが隣接するパックとの間で空気が流れるように十分なスペースをとって、垂直方向に配置されるものである。空気流は、棚の上または下に配置されたファンにより生成され、棚の側面と背面と前面とが気密に閉じられている為パックに向けて空気流が流れる。回路基板を通過して流れる空気は、回路基板上の電子部品から熱を奪い去りそして棚から排気される。周囲の空気がファンにより棚内に引き込まれて、空気流をリフレッシュして継続して流れる。

このアプローチの有効性は、機器用棚内に不均衡に物を搭載することにより影響を受ける。例えばシステム容量が将来増加することが予定されている場合には、回路パックの位置の一部にのみ電子部品が搭載される。部分的に搭載済の棚においてファン装置は、搭載済場所と搭載されていない場所で空気流の背圧の不均衡を生じさせ得る。

搭載済場所においては、電子部品が空気流のパス内に存在し、これらの電子部品が空気流のパスに対し抵抗となりそしてそれに伴い圧力低下を引き起こす。非搭載の場所では、電子部品は空気流のパス内には存在せずパス内の圧力差は非常に少ない。棚内を移動する空気は、抵抗が少ないパスを探しだし非搭載の場所があるとその場所の空気流が増加し、搭載済場所の空気流が減少することになる。ファンの容量を増加させることによりこの問題を解決することができるが、しかしそのためノイズが増加し設置場所が増加しさらに余分な電力／コストを増加させ、寿命が短くなる。さらにまた、ファンが故障すると加熱のリスクが増加し電子部品の寿命を縮めることになる。
実開平04-049186

従って本発明の目的は、棚の上で非搭載の場所と物が搭載されている場所との間で、空気流を均一にする構成を提供することである。

部分的に物が搭載された機器用棚内で、空気流のパスに対し、背圧を均一にするために、非搭載の（空いた）棚に本発明の回路パック用ブランク（実際の電子装置の代わりをするダミー装置であり、その表面上にいかなる構成要素をも有していない回路パッケージ、すなわち、「非搭載の」パッケージをいう。）を用いる。各ブランクは、ブランクを非搭載の空いた棚に保持するベースと、このベースに取り付けられたディフューザブレードとを有する。このディフューザブレードは、空いた棚に隣接する空気プレナム内に、物が搭載された棚に隣接する空気プレナム内で生成された背圧にほぼ等しい背圧を生成する。

本発明のブランクの一実施例においては、２枚のディフューザブレードがベースに取り付けられ、隣接する空気流のパスの入口と出口の両方において、抵抗を形成している。さらにまた、本発明のブランケットは、フェイスプレートを組み込み、このフェイスプレートが挿入と取り外しをサポートし、将来使用するために配置されたケーブルを保持する新規なトレイを有する。本発明の棚の一実施例においては、ブランクは、棚内の非搭載の場所に装置ガイドを介して挿入され、エアプレナムがブランクと隣接する、物が搭載された場との間に形成されるように配置される。ブランクに取り付けられたディフューザブレードが、この空気プレナムの（有効な）断面積を減らし、空気プレナム内の空気流により生成される背圧が、搭載済場所に隣接する空気プレナムにおける空気流により生成される背圧と等しくなるようにしている。
また、本発明の目的のうちの１つは、空いた場所にあるブランケットを置換する回路基板と将来容易に相互接続ができるようにケーブルを保持することである。かかる目的を達成するため、本願発明に従ったブランクは、機器用棚内の非搭載の場所で使用されるブランクであって、
該ブランクが非搭載の場所に該ブランクを配置する際に位置を定めるベースと、該ベース上に取付配置されるディフューザブレードと、該ベースのフロントエッジにおいて該ベースと垂直に、且つ、該ディフューザブレードの側端において該ディフューザブレードと垂直に取り付けられたフェイスプレートと、からなるブランクにおいて、該ディフューザブレードは、該ブランクが非搭載の場所に配置されたときに、そのベースに隣接しそのベースが部分的に形成する空気プレナムの有効断面積を減らし、隣接する複数の空気プレナム内に生じた背圧と実質的に等しくなるように該空気プレナム内に背圧を生じさせるように構成され、該フェイスプレートは、機器用棚から該ブランクを着脱する手段を具備し、該フェイスプレートは、該フェイスプレートの平面状部材に取り付けられる、ケーブルトレイをさらに有し、該ケーブルトレイは、ケーブルに取り付けられるコネクタをサポートするのに十分な平坦な領域を有する保持表面と、該保持表面の軸方向の距離に沿って該保持表面を直角に貫通する保持スロットと、を有し、該保持スロットは、コネクタは保持スロットを貫通することはできないがケーブルは貫通することができる程度の幅を有するブランクである。

回路パック装置用のブランケット１００の一実施例を図１に示す。ブランケット１００は、ベース１０２に垂直方向に取り付けられたディフューザブレード１０４を有し、このディフューザブレード１０４は、下部エッジ１１１に面している。さらにまた、ブランケット１００は、同じくベース１０２に垂直に取り付けられたディフューザブレード１０５を有し、このディフューザブレード１０５は上部エッジ１０９に面している。ディフューザブレード１０４、１０５が機器用棚内の空いた場所に挿入されると、これらのディフューザブレード１０４、１０５は、ブランケット１００の空気流のパスの有効断面積を減らすよう機能する。これにより、空気流の背圧を増加させている。ディフューザブレード１０４、１０５は、ベース１０２内に一体にモールドして形成されるかあるいは従来公知の様々な方法で取り付けられる。図１の実施例においては、ブレース１０６、セル１１３が追加され、それぞれディフューザブレード１０４、１０５の構造的に一体化している。

ベース１０２は様々な方法で構成されるが、上部エッジ１０９と下部エッジ１１１により機器用棚にダミーであるベース１０２が挿入されるのは、実際の回路機器が棚に挿入されるのと同様にして行われる。例えばベース１０２は、回路ボードと同等の四角形の寸法を具備する均一の部材で構成される。図１に示すように、ベース１０２は、リブ１０１を有し材料を節約し剛性を上げている。本発明の他の実施例においては、材料はリブ１０１内のセル１１３の一部を選択的に取り除いて材料を節約するようにすることもできる。ガイドスプリング１１２がベース１０２内に形成され、非搭載の場所にブランクが挿入されたときに、ブランクの振動を押さえる機構を提供している。

フェースプレート１０８は、ベース１０２のフロントエッジ１０７の部分で、ベース１０２に垂直に取り付けられている。このフェースプレート１０８は、ベース１０２に様々な方法で取り付けられる。図１に示した実施例においては、フェースプレート１０８は、ベース１０２と一体にモールドで形成され、剛性と強度を上げるために、突っ張り１１４（図示せず）を組み込んでいる。

図１の実施例において、フェースプレート１０８は、スプリングラッチ１０３を有し、このスプリングラッチ１０３がブランケット１００を棚内の空いた場所に固定する手段を提供する。スプリングラッチ１０３は、様々な方法で形成できる。フェースプレート１０８は、空いた場所にあるブランケット１００を置換さする回路基板と将来相互接続ができるように光学ケーブルを保持するために使用される、ケーブルトレイ１１０を有する。

ブランケット１００の構成部品は、様々な材料から形成できる。例えば、注入モールドプロセスを用いて、様々なプラスティックレジンからブランケット１００を形成してもよい。アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ樹脂）は、低コストで、ある程度の強度を提供するレジンの１つである。別法として、ポリカーボネート（ＰＣ）のような材料も、コストは高いが、強度を改善する効果がある。ＡＢＳとＰＣの様々な混合材料を用いて、強度と製造コストおよび容易さとの間のバランスを計ることができる。このような混合材料の一例が、General Electric社製のＣ６２００のエンジニアリングプラスティックである。ブランケット１００全体をこのような材料から一体にモールドで形成することもできる。

図２Ａは、図１のブランケット１００が棚２００内の、非搭載の場所でいかに機能してその位置の空気流の背圧を与えるかを説明するためのものである。同図において、ベース２０２の上部エッジ２２３と下部エッジ２２１は、ベース２０２をそれぞれ装置配置用ガイド２２２と２２０内に配置される。装置配置用ガイド２２２、２２０は、従来の方法により装置棚用フレーム２３２に取り付けられる。例えば、装置配置用ガイド２２２、２２０は、フレーム表面２３４と一体打ち抜きにより形成できる。

ファン２２４は、装置配置用プレナム２２６に接続されたファン用プレナム２２５内に空気流を発生させる。装置配置用プレナム２２６は、下部エッジ２２１と上部エッジ２２３に決定される距離に沿って、装置配置用ガイド２２２とその上の２３０により形成される。下部エッジ２２１あるいはその近傍において、ディフューザブレード２０４はファン２２４により駆動される空気流に衝突する。

図２Ｂに示すように、ディフューザブレード２０４は、プレナム公称高さ２２９をプレナム有効高さ２２８に低減する。この高さ２２８は、空気流がディフューザブレード２０４を通過すると増大するが、上部エッジ２２３近傍に配置された第２のディフューザブレード２０５がさらにバリアとなり、再びプレナムの有効高さを低減する。

本発明の一実施例においては、ディフューザブレード２０４、２０５は、公称の高さが１．５７５インチ（４ｃｍ）のプレナム内で、約０．９５インチ（２．４ｃｍ）の高さを有する。その結果、プレナム有効高さ２２８は、約０．６２５インチ（１．６ｃｍ）である。このような構成においては、４００フィート（１２０ｍ）／分の空気速度においては、０．４インチ（１ｃｍ）で水柱のドロップが、下部エッジ２２１から上部エッジ２２３にわたって観測された。同様な空気速度の場所の、搭載済の場所においては０．２インチ（０．５ｃｍ）から０．５インチ（１．２７ｃｍ）の水柱の圧力ドロップが観測された。

図３は、図１のケーブルトレイ１１０の実施例の構造の詳細図である。ケーブルトレイ３３０は、光学ケーブルの一端で、コネクタを保持する十分な領域を有するような保持用表面３３２を有する。保持用スロット３３６は、保持用表面３３２を垂直方向に切り開き、１．６〜３．０ｍｍの範囲の索条を有する光学ケーブルの通路ができる十分幅の広いものである。ほぼ同一の幅の入口スロット３３４は、保持用表面３３２と保持用スロット３３６を垂直に切り開く。ケーブルトレイ３３０が、図１のフェースプレート１０８（図３では３０８）に取り付けられると、保持用スロット３３６の縦方向軸は、フェースプレート１０８に平行となり、ベース１０２に垂直となり、その結果保持用スロット３３６は、ケーブル３０９がフェースプレート１０８（図３では３０８）から入口スロット３３４を介して保持用スロット３３６に入るようにすることができる。

壁３３８、３４０、３４２、３４４は、保持用表面３３２のエッジに垂直方向に形成され、その結果、保持用表面３３２は、水平方向でなく配置されたときには、ケーブルのコーナーを保持し続ける。スロット３３４、３３６は、ケーブルは通過できるが、コネクタは通過できない程度の幅を有しているので、保持されるべきケーブルのコネクタ端部は、壁３３８の上に持ち上げられ、ケーブルトレイ３３０内に入れられたり取り外したりできるよう持ち上げられる。

図３Ｂは、フェースプレート３０８に取り付けられた状態のケーブルトレイ３３０の断面図を示す。この実施例においては、保持用表面３３２は、フェースプレート３０８を垂直に貫く水平面に対し、傾斜して（傾斜角３４６をもって）配置されている。ケーブルコネクタ３５０は、保持用表面３３２により保持され、さらに、壁３４２でサポートされている。保持用表面３３２を傾斜角３４６で維持することにより、ケーブルコネクタ３５０に接続されたケーブル３４８を曲げることなくフェースプレート３０８を介して保持用スロット３３６内に容易に配置できる。

図４は、図１のガイドスプリング１１２の動作を示す。図４Ａにおいては、ベース４０２は、非搭載の場所に配置するために装置配置用ガイド４２０内に挿入される。装置配置用ガイド４２０の沿ってベース４０２をスライドさせることによりスプリング部材４６０は、ガイド壁４６２により圧縮され、それにより装置配置用ガイド４２０内にベース４０２を保持するよう助ける摩擦力をガイド壁４６２に対して働かせる。その結果、強制空気冷却により引き起こされるあるいは他の力により引き起こされるベース４０２内の振動は、大幅に低減する。

図４Ｂに示すように、ベース４０２が装置配置用ガイド４２０から引き抜かれると、スプリング部材４６０は、圧縮されない位置に戻る。圧縮されない状態におけるスプリング両端の距離４６６（図４Ｂに示す）は、ベース４０２が装置配置用ガイド４２０内に挿入されたスプリングの両端の４６４（図４Ａに示す）より大きい。

図５は、ブランケット１００を非搭載の場所に保持するのに用いられる図１のスプリングラッチ１０３の動作を示す。図５Ａに示すように、スプリングラッチ５０３は、固定部材５０２に取り付けられたスプリング部材５１４と動作レバー５０４とを有する。この固定部材５０２はスプリングラッチ５０３を図１のベース１０２に取り付ける。スプリング部材５１４は、動作レバー５０４を動かすことにより固定部材５０２の方向に圧縮され、それにより可変表面５０６を下げて、保持用タブ５０８を可変表面５０６の上を水平方向に通過させる。保持用タブ５０８は、図２Ａの装置配置用ガイド２２２、２２０の一方に近い方の装置用棚に突出して取り付けられ、図１のブランケット１００をそのものが取り付けられた位置に保持するようなアンカーとして機能する。

動作レバー５０４を移動させる他の手段としては、図５Ａの保持用タブ５０８を、可変表面５０６に直接接触させることもできる。可変表面５０６の高さは、可変表面５０６が右側のスプリング部材５１４の方からラッチ停止部材５１０に近づくにつれて、徐々に高くなっている。保持用タブ５０８が可変表面５０６と接触して、ラッチ停止部材５１０の方向に水平方向に移動すると、保持用タブ５０８は、可変表面５０６に力を及ぼす。この力により動作レバー５０４は、固定部材５０２の方向に移動し、スプリング部材５１４は圧縮される。その結果、可変表面５０６は水平方向を向き、これにより保持用タブ５０８は、それがラッチ停止部材５１０に達するまで、水平方向に移動し続ける。

図５Ｂは、図１のブランケット１００が保持される位置にあるスプリングラッチ５０３と保持用タブ５０８を示す。保持用タブ５０８が可変表面５０６の上を通過すると、保持用タブ５０８は保持表面５１２と整合する。保持表面５１２は、可変表面５０６の隣接部分の下にあるため、動作レバー５０４が上に向いて伸びて保持表面５１２を保持用タブ５０８と接触させるようにする。保持表面５１２と接触すると、ラッチ停止部材５１０と中間表面５１６は、保持用タブ５０８がさらに水平方向に移動するのを阻止する。

本発明の変形例として、上記に述べたように、圧力を増加させるために、図１のブランケット１００は、１つのディフューザブレード１０４しか有しないようにしてもよい。別の構成例として、ブランケット１００は、ベース１０２の一部あるいは全てにわたってのびる隆起した表面を有し、その断面形状及び断面積がディフューザブレード１０４の形状及び表面積に類似となるようにしてもよい。

ベースと、２枚のディフューザブレードと、フェースプレートと、ケーブルトレイを含む回路パック用ブランクの一実施例を表す図。Ａ、Ｂは、図１のブランクが装置用棚内に配置された状態で空気の流れを示す図。（Ａ）ケーブルトレイの構造を表す図。（Ｂ）フェースプレートでケーブルトレイを取り付けた状態を表す図。Ａ、Ｂは、ベースの振動を減らすために、図１のベース内のスプリング機構を表す図。Ａ、Ｂは、ブランクを保持するための図１のベース内のスプリング機構を表す図。

符号の説明

３桁の符号番号のうち、最上位の桁は図面番号を表し、後の２桁は部品番号を表す。従って、後の２桁が同じものは同じ部品を示す。例えば、図１のディフューザブレード１０４と図２のディフューザブレード２０４は同一部品を示す。
１００ブランケット
１０１リブ
１０２、２０２、４０２ベース
１０３、５０３スプリングラッチ
１０４、１０５、２０４、２０５ディフューザブレード
１０６ブレース
１０７フロントエッジ
１０８、３０８フェースプレート
１０９上部エッジ
１１０、３３０ケーブルトレイ
１１１下部エッジ
１１２ガイドスプリング
１１３セル
２００棚
２０２ブランク
２２２、２２０装置配置用ガイド
２２１下部エッジ
２２３上部エッジ
２２４ファン
２２５ファン用プレナム
２２６装置配置用プレナム
２２８プレナム有効高さ
２２９プレナム公称高さ
２３２装置棚用フレーム
２３４フレーム表面
３３２保持用表面
３３４入口スロット
３３６保持用スロット
３３８、３４０、３４２、３４４壁
３４６傾斜角
３４８ケーブル
３５０ケーブルコネクタ
４２０装置配置用ガイド
４６０スプリング部材
４６２ガイド壁
４６６距離
５０２固定部材
５０４動作レバー
５０６可変表面
５０８保持用タブ
５１０ラッチ停止部材
５１２保持表面
５１４スプリング部材
５１６中間表面

Claims

機器用棚内の非搭載の場所で使用されるブランクであって、
該ブランクが非搭載の場所に該ブランクを配置する際に位置を定めるベース（１０２）と、
該ベース上に取付配置されるディフューザブレード（１０４）と、
該ベース（１０２）のフロントエッジにおいて該ベース（１０２）と垂直に、且つ、該ディフューザブレード（１０４）の側端において該ディフューザブレード（１０４）と垂直に取り付けられたフェイスプレートと、
からなるブランク（１００）において、
該ディフューザブレード（１０４）は、該ブランク（１００）が非搭載の場所に配置されたときに、そのベースに隣接しそのベースが部分的に形成する空気プレナムの有効断面積を減らし、隣接する複数の空気プレナム内に生じた背圧と実質的に等しくなるように該空気プレナム内に背圧を生じさせるように構成され、
該フェイスプレートは、機器用棚から該ブランクを着脱する手段を具備し、
該フェイスプレート（１０８）は、該フェイスプレートの平面状部材に取り付けられる、ケーブルトレイ（１１０）をさらに有し、
該ケーブルトレイは、
ケーブルに取り付けられるコネクタをサポートするのに十分な平坦な領域を有する保持表面（３３２）と、
該保持表面の軸方向の距離に沿って該保持表面を直角に貫通する保持スロット（３３６）と、を有し、該保持スロットは、コネクタは保持スロットを貫通することはできないがケーブルは貫通することができる程度の幅を有するブランク。
請求項１に記載のブランクにおいて、該ディフューザブレード（１０５）は、平面状の表面を有し、該ベース（１０２）の第一端近傍（１１１）に配置され、
該平面状表面は、当該ブランクが該非搭載の場所に配置されたときに、該空気プレナムを通して流れる空気流の主方向を遮るブランク。
請求項２に記載のブランクにおいて、該ブランクは、該ベースの第２端（１０９）に平面状表面を具備するさらに別のディフューザブレード（１０５）を有し、
該平面状表面は、当該ブランクが該非搭載の場所に配置されたときに、該空気プレナムを通して流れる空気流の主方向を遮るブランク。
請求項１に記載のブランクにおいて、該ベース（１０２）は、当該ブランクが、非搭載の場所に配置されたときに、当該ブランクの振動を制限する手段（４０２）を有するブランク。
請求項１に記載のブランクにおいて、該フェイスプレート（１０８）は、当該ブランクが、非搭載の場所に配置されたときに該空気プレナムのさらなる一部を構成するブランク。
請求項１に記載のブランクにおいて、該フェイスプレート（１０８）は、非搭載の場所に該ブランクを保持する手段（１０３）を有するブランク。
請求項１に記載のブランクにおいて、該ケーブルトレイ（１１０）は、該保持表面（３３２）を垂直に貫通し、保持スロット（３３６）に直交し、保持表面（３３２）の一端を貫通して保持スロットから伸び、保持スロットの幅とほぼ等しい幅を有する入口スロット（３３４）を有するブランク。
請求項１に記載のブランクにおいて、該ケーブルトレイ（１１０）は、保持表面（３３２）に直交し、開口から該入口スロット間でのびる保持表面エッジの一部に沿って配置される壁（３３８）を有するブランク。
請求項８に記載のブランクにおいて、該ケーブルトレイ（１１０）は、保持表面の残りの端部に壁を有し、該残りの壁は、該保持表面に直交するブランク。
電子装置を収納する棚であって、
（Ａ）フレームと、
（Ｂ）該フレームに取り付けられる装置用ガイド（２２０、２２２）と、
（Ｃ）ブランク（１００）と、
（Ｄ）ベースとフレームとにより形成され、該ブランクに隣接する空気プレナムとを含み、該（Ｃ）ブランク（１００）は、
（Ｃ１）該装置用ガイドによって支持されたエッジを有し、該棚の非搭載の場所に該ブランクを配置するベース（１０２）と、
（Ｃ２）該ベース上に取付配置される１つ又は複数のディフューザブレード（１０４）と、
（Ｃ３）該ベース（１０２）のフロントエッジにおいて該ベース（１０２）に垂直に、且つ、該１つ又は複数のディフューザブレード（１０４）の側端において該１つ又は複数のディフューザブレード（１０４）に垂直に取り付けられたフェイスプレートとを有し、
該フェイスプレートは、１つのケーブルトレイをさらに含み、該ケーブルトレイは、
ケーブルに取り付けられるコネクタをサポートするのに十分な平坦な領域を有する保持表面（３３２）と、
該保持表面の軸方向の距離に沿って該保持表面を直角に貫通する保持スロット（３３６）と、を有し、該保持スロットは、コネクタが保持スロットを貫通することはできないがケーブルが貫通することができる程度の幅を有し、
該１つ又は複数のディフューザブレードが、隣接する複数の空気プレナム内に生じた背圧と実質的に等しくなるように該空気プレナム内に背圧を生じさせ、該空気プレナムの有効断面積を減らすように、該ブランク（１００）が該フレーム内に配置される電子装置を収納する棚。
請求項１０に記載の棚において、（Ｅ）隣接した別の空気プレナムを具備する、搭載済場所をさらに含む電子装置を収納する棚。
請求項１１に記載の棚において、（Ｆ）ファン（２２４）とファンプレナム（２２５）とをさらに含み、該ファンプレナム（２２５）は、該空気プレナムと該別の空気プレナムとに接続され、ほぼ同一の速度の空気流をサポートすることができ、該空気プレナムと別の空気プレナムにおける背圧がほぼ等しい電子装置を収納する棚。
請求項１０に記載の棚において、該ブランクは、ブランクをフレーム内に保持する手段（１０３）を有する電子装置を収納する棚。
請求項１３に記載の棚において、該フレームは、ブランクをフレームに保持するために、該保持手段に契合する装置用ガイドに隣接する保持用タブ（２２０、２２２）を有する電子装置を収納する棚。