锁定组合插座模块和将其并入的配电单元的制作方法

1.本技术一般涉及插座模块，特别是包括锁定特征和可以容纳多种插头类型的模块。更具体地，本技术涉及并入一个或多个这样的模块的配电单元。


背景技术：

2.传统的配电单元(pdu)是电气插座(outlet)(也称为接受器(receptacle))组件，其从电源接收电力并将电力分配给一个或多个不同的电子设备。每个这样的pdu组件具有从一个或多个电源接收电力的电源输入，以及可用于向一个或多个电子设备提供电力的电源插座。pdu用于许多应用和设置中，例如在电子设备机架中或电子设备机架上。
3.pdu的常见用途是为计算设施中的电气设备提供运行电源，例如企业数据中心，代管设施等多租户托管环境，云计算和其他数据中心类型。这样的计算设施可以包括电子设备机架，该电子设备机架包括有时称为机柜或机架的矩形或箱形壳体以及用于安装设备的相关联部件，相关联通信缆线，和相关联配电缆线。电子设备可以安装在这样的机架中，使得多种电子装置(例如，网络交换机，路由器，服务器等)一个在另一个之上地垂直地安装在机架中。一个或多个pdu可用于为电子设备供电。多个机架可以并排放置，每个机架都包含大量电子部件，并且有大量相关联的部件接线位于机架占用的区域内和机架占用的区域之外。这样的机架通常支持在企业的计算网络(称为企业网络)中使用的设备。
4.多种不同的设备机架可能具有不同的配置，包括机架内设备的不同位置和不同密度。现代数据中心机架中的设备，最常见的是服务器，存储，和网络装置，通常具有c14或c20插头，需要对应机架的pdu上的c13或c19插座。为了与设备最佳匹配，常常混合每个c13或c19插座被放置在pdu上的数量和位置。pdu设备供应商通常制造多种pdu，它们具有不同的c13和c19插座配置组合，以满足数据中心市场的需求。服务器，存储，和网络设备每三到五年更换一次也很常见，这可能需要在pdu上进行不同的插座配置。
5.企业数据中心，多租户托管环境(如代管设施，云计算，和其他数据中心类型)通常对业务运营至关重要。因此，重要的是pdu与其相关联的服务器，存储，和网络设备之间的电气连接是安全的，以便维持设备正常运行时间以可靠地支持企业用户。


技术实现要素：

6.本文公开了锁定组合插座模块和并入这些模块的pdu。所公开的锁定模块在连接到例如c13和c19插座的多种组合方面提供了灵活性，以及确保这些连接不会被无意断开。在代表性实施例中，插座模块可以包括模块壳体，该模块壳体具有基面和从其延伸以至少部分地围绕内部区域的侧壁。多个插座芯可以从基面延伸，并且至少一个闩锁杆可枢转地耦接到侧壁并邻近多个插座芯中的对应的一个。闩锁杆可在至少一个闩锁杆能够与匹配插头配合的第一位置和至少一个闩锁杆与插头脱离的第二位置之间移动。
7.在另一个代表性实施例中，插座模块可以包括模块壳体，该模块壳体具有基面和从其延伸以至少部分地围绕内部区域的侧壁，其中至少基面和侧壁包括一体模制的整体。
多个插座芯可以从基面延伸，其中多个闩锁杆可枢转地耦接到内部区域外部的侧壁。每个闩锁杆的位置可以被设置为邻近多个插座芯中的对应的一个并且可以在闩锁位置和解锁位置之间移动。多个弹性构件各自位于侧壁和多个闩锁杆中的对应的一个之间以将对应的闩锁杆向闩锁位置偏置。
8.在另一代表性实施例中，配电单元可包括壳体，与壳体耦接并可连接到外部电源的电源输入，以及至少部分地位于壳体内并连接到电源输入的至少一个插座模块。插座模块可以包括模块壳体，该模块壳体包括基面和从其延伸以至少部分地围绕内部区域的侧壁。多个插座芯可以从基面延伸。多个闩锁杆可枢转地耦接到内部区域外部的侧壁，其中每个闩锁杆的位置被设置为邻近多个插座芯中的对应的一个并且可在解锁位置和闩锁位置之间移动。当闩锁杆处于闩锁位置时，闩锁杆的位置被设置为与匹配插头配合。
9.在所公开技术的一个方面中，多个闩锁杆中的每一个都绕共用枢轴枢转。在一些实施例中，每个闩锁杆绕它自己的单独的轴枢转。在所公开技术的另一个方面，多个插座芯中的每一个可包括紧固到基面的分开的插座芯。在所公开技术的另一方面中，至少基面和侧壁可以包括一体模制的整体。在所公开技术的又一方面中，至少一个闩锁杆还可以包括齿部，该齿部延伸到内部区域中并且位置被设置为当至少一个闩锁杆处于闩锁位置时与匹配插头配合。在所公开技术的一个方面中，模块还可包括弹性构件，例如压缩弹簧，其位于侧壁和至少一个闩锁杆之间，以将至少一个闩锁杆向闩锁位置偏置。在所公开技术的另一方面中，至少一个闩锁杆可以包括释放片，齿部，位于它们之间的枢轴孔，并且其中所述弹性构件位于释放片和枢轴孔之间。在所公开技术的一个方面，多个插座芯可以包括至少一个iec c13插座芯。
10.在所公开技术的一个方面，多个插座芯可以包括至少一个组合插座芯，该组合插座芯具有多个孔，该孔被配置为接收对应于iec c14连接器和iec c20连接器的匹配端子，组合插座芯具有被配置为与iec c14连接器相匹配的外部表面，以及多个电气端子，每个电气端子位于孔中的对应的一个中并被配置为与对应于iec c14连接器和iec c20连接器的匹配端子连接。在所公开技术的另一方面中，多个孔可以各自包括至少两个相交的交叉槽。在所公开技术的又一方面中，多个孔可以各自具有t形配置。
11.前述已经相当宽泛地概述了根据本公开的示例的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下详细描述。下文将描述附加的特征和优点。本文公开的概念和具体示例可以容易地将其用作修改或设计用于实现与本公开相同或相似目的的其他结构的基础。这样的等同结构不背离所附权利要求的精神和范围。当结合附图考虑时，从以下描述中将更好地理解被认为是本文所公开概念的特性的特征，包括它们的组织和操作方法以及相关联的优点。提供每个附图仅用于说明和描述的目的，而不是作为对权利要求的限制的定义。
12.附图简要说明
13.通过参考以下附图可以实现对本技术的本质和优点的进一步理解。在附图中，类似的部件或特征可以具有相同的参考标记。
14.图1是根据所公开技术的实施例的并入锁定组合插座模块的配电单元的图示；
15.图2是根据位于pdu壳体中的代表性实施例的锁定组合插座模块的局部等距视图；
16.图3是从杆的侧方看图2所示的插座模块的立体图；
17.图4是从底部并与杆相对地看图2和图3中所示的插座模块的等距视图；
18.图5是从顶部看图2-4所示的插座模块的局部立体图；
19.图6a是从顶部看根据代表性实施例的组合插座芯的等距视图；
20.图6b是从底部看图6a所示的组合插座芯的等距视图；
21.图7是图2-5中所示的插座模块的顶部平面图；
22.图8是沿图7中的线8-8截取的插座模块的横截面等距视图；
23.图9是如图7和8所示的代表性闩锁杆的等距视图；
24.图10是具有代表性电源线连接到其上的锁定组合插座模块的侧视图；
25.图11是沿图10中的线11-11截取的插座模块和线的横截面视图；
26.图12是沿图10中的线12-12截取的插座模块和线的横截面视图；
27.图13是根据另一个代表性实施例的闩锁杆布置的横截面视图；
28.图14是根据另一个代表性实施例的锁定组合插座模块的等距视图；
29.图15是从顶部并与杆相对地看图14所示的锁定组合插座模块的局部等距视图；
30.图16是从杆的侧方看图14所示的锁定组合插座模块的局部等距视图；
31.图17是根据代表性实施例的锁定杆组件的等距视图；
32.图18是根据所公开技术的另一个实施例的并入锁定组合插座的配电单元的图示；和
33.图19是从顶部并与杆相对地看图18所示的配电单元的局部等距视图。
具体实施方式
34.该描述提供了示例，并且无意于不必要地限制本技术的范围，适用性或配置。而是，随后的描述将为本领域技术人员提供用于实现本技术的实施例的有效描述。可以对元件的功能和布置进行多种改变。因此，多种实施例可以适当地省略，替代，和/或添加多种过程或部件。例如，关于某些实施例描述的方面和元件可以被组合在多种其他实施例中。还应该理解，以下系统，装置，和部件可以单独或共同地是更大系统的部件，其中其他过程可以优先于或修改它们的应用。
35.图1是包括本技术的多种特征的实施例的代表性pdu 100的图示。pdu 100包括pdu壳体102，该pdu壳体102被配置为接收电力输入，该电力输入可以连接到外部电源。根据该实施例的pdu 100包括可垂直安装在设备机架中的壳体102，尽管应当理解，可以使用其他形式因子，例如可水平安装的壳体。多个锁定组合插座模块120可以通过壳体102的前面部110中的开口108至少部分地位于壳体102内。下面将更详细地描述插座模块120。图1的pdu 100可以包括适合数量的电路保护装置，例如断路器112，其提供用于一个或多个相关联的插座模块120的过电流保护。pdu 100还可以包括可以与本地计算机，本地计算机网络，和/或远程计算机网络中的一个或多个耦接的通信模块114。显示部分116可用于提供与pdu 100的当前操作参数相关的信息的本地显示，例如由输入提供的和/或流过一个或多个插座的电流量，或者pdu的一个或多个插座消耗的功率或能量，等等。
36.如图2所示，每个锁定组合插座模块120可以包括模块壳体122和位于壳体122中的多个插座124和126。插座模块120可以被插入对应的pdu壳体开口108中并由多个止动件128保持在其中。在一些实施例中，在壳体122的每一端有两个止动件128。壳体122可以包括凸缘部分123，其至少部分地围绕壳体122的周边延伸并且位置被设置为抵靠pdu壳体102的前
面部110。
37.在一些实施例中，模块可以包括c13，c19，组合插座和/或其他适合的插座类型的多种组合。模块可以包括以任何适合的方向，模式，和/或阵列布置的任何适合数量的插座。例如，插座模块120可以包括三个c13插座124和三个组合插座126，如图所示。将在下面参考图6a和6b更充分地描述组合插座126。闩锁杆130可枢转地耦接到壳体122，邻近插座124和126中的每一个。每个闩锁杆130可在闩锁位置(例如，第一位置)(如图2所示)和解锁位置(例如，第二位置)之间移动(例如，可枢转)，在闩锁位置处匹配插头(未示出)可以被插入模块120中并随后保持在其中，在解锁位置处可以将匹配插头从模块120移除。
38.在一些实施例中，例如，插座124和126可以经由电路导体132和134电气相连在一起。pdu壳体102可以包括导电接地片136，其位置被设置为将接地电路导体132连接到托架接地。参考图3，每个插座可以包括经由接地电路导体132相连在一起的接地端子138(a)。接地电路导体132继而可以通过角支架144和配合的紧固件146(例如，螺母和螺栓)耦接到接地片136(图2)。每个插座可以包括经由电源电路导体134相连在一起的第一电源端子138(b)。在一些实施例中，接地端子138(a)和第一电源端子138(b)可以具有共用构造，该共用构造包括电路导体132和134延伸通过的连接孔140。每个插座还可以包括第二电源端子142。在一些实施例中，端子中只有一些电气相连在一起，而在其他实施例中，所有端子可以都不相连。
39.电源电路导体134和每个第二电源端子142可以耦接到控制器(未示出)以单独控制和监控每个插座。例如，端子138可以被焊接到导体132/134。在一些实施例中，导体132/134以及电气端子138和142可以由适合的导电材料例如锡，金，银，铜，磷青铜等构成。多种材料可以组合使用。在一个实施例中，端子可以包括镀锡的铜合金。在2018年7月18日提交的共同拥有的美国专利申请号16/039,211中也描述了相连的插座连接方案，其公开内容通过引用整体并入本文。
40.如图3所示，每个闩锁杆130可以绕共用枢轴148枢转。因此，每个闩锁杆130可以在闩锁杆130能够与匹配插头(未示出)配合的第一位置和闩锁杆130与插头脱离的第二位置之间移动。在一些实施例中，由于枢轴148与前面部110对齐(参见图2)，枢轴148可以被pdu壳体102俘获在模块壳体122中。在一些实施例中，每个闩锁杆130可以具有其自己的分别的枢轴或销。
41.转到图4，在一些实施例中，插座模块120可以包括从印刷电路板(未示出)延伸并进入模块壳体122中的对应开口152中的光管150。光管150可以包括光传导塑料材料，以将来自印刷电路板上的发光二极管(未示出)的光传输到邻近每个插座的模块顶部(图5)。这种布置可用于表示插座的状态(例如，开或关)。
42.在一些实施例中，适合的紧固件，例如螺钉154，可以延伸通过模块壳体122的底部，以将插座124和126固定到插座模块120。参考图5，每个插座124和126可以包括分别被紧固到模块壳体122的基面160的分开的插座芯125和127。如图所示，每个插座124/126还包括端子138和142。移除插座芯127中的一个以说明端子138和142在其中的位置。插座芯应被理解为如分别在2015年4月9日和2014年11月13日提交的共同拥有的美国专利号9,614,335和9,627,828中所述的，其公开内容通过引用整体并入本文。
43.在一些实施例中，模块壳体122包括基面160和从其延伸以至少部分地围绕内部区
域164的侧壁162。基面160和侧壁162可以包括一体成型的整体(例如，注塑成型的塑料)。在一些实施例中，插座芯125和127也可以与基面160和侧壁162一体成型。
44.每个闩锁杆130在内部区域164外部可枢转地耦接到侧壁162，其中每个闩锁杆130的位置被设置为邻近插座芯125/127中的对应的一个。每个闩锁杆130包括齿部180，其延伸通过对应的孔166并进入内部区域164以在闩锁杆130处于如图5所示的闩锁位置时与匹配插头(未示出)配合。在一些实施例中，侧壁162可以包括肋165，该肋165的位置被设置为与闩锁杆130相对，以考虑匹配插头的尺寸变化，以帮助确保闩锁杆齿180保持与插头配合。
45.如图6a和6b所示，组合插座126并入了用于第一连接器类型(例如，标准c13/c14)和第二连接器类型(例如，标准c19/c20)的槽174和电接触138/142。换句话说，插座芯127具有c13插座的包络，但可以接受c14和c20插头。本文所指的标准连接器类型(例如，c13，c14，c19，和c20)均指截至本技术的提交日期在国际电工委员会(iec)标准出版物iec60320中定义的行业标准连接器。
46.尽管关于c13/c14和c19/c20连接器示出和描述了实施例，但是可以使用其他连接器组合。其他适合的连接器类型可包括，例如并不限于，工业标准连接器，例如iec c2，c4，c6，c8，c10，c12，c16，c16a，c18，c22，c24或nema 5-10r，5-15r，5-20r，6-20r，6-30r，6-50r，l15-20r，l15-30r，l21-20r，l21-30r。在多种实施例中，连接器可以包括在截至本技术的提交日期的iec标准中定义的连接器。
47.组合插座芯127具有输入侧170和输出侧172，三个孔174在其间延伸。插座芯127具有芯外部表面176，该芯外部表面176被配置为与第一连接器类型相匹配。例如，在所描绘的实施例中，芯外部表面176被配置为c13插座以与c14插头相匹配。每个孔174被配置为接收对应于第一连接器类型(例如，c14)和第二连接器类型(例如，c20)的匹配端子。在该实施例中，例如，孔174包括相交的交叉槽或t形孔。因此，孔174可以接受c20插头的端子和c14插头的垂直定向的端子。在一些实施例中，例如，组合插座芯127可以包括注模塑料。
48.组合插座芯127的输入侧170可以包括一对凸台178和对应的安装孔179。凸台178可用于将组合插座芯127放在基面160(图5)上。螺钉154(图5)可以被拧入安装孔179中，以便将插座芯127附接到基面160。其他安装布置也是可能的。例如，插座芯127可以用适合的粘合剂粘附到基面160。在其他实施例中，插座芯127可以被电气端子138/142俘获在基面160上。在一些实施例中，芯外部表面176可包括多个肋177以帮助将匹配插头保持在插座126上。肋177可以帮助解决匹配插头的尺寸变化并减少芯和匹配插头之间的左右移动，这有助于确保闩锁杆齿180保持与匹配插头配合。2017年7月13日提交的共同拥有的美国专利号10,249,998和2019年4月1日提交的美国专利号10,498,096中也描述了组合插座，其公开内容通过引用整体并入本文。在一些实施例中，c13插座124可以具有与以上关于组合插座126描述的结构基本相同的结构，除了c13插座芯125不具有t形孔(参见例如图5)。
49.如图7所示，c13插座124可以彼此隔开第一距离d1，组合插座126可以隔开第二距离d2。组合插座126还可以在侧壁162和插座之间比c13插座124具有更大的间隙(clearance)，以便容纳比c14插头大的c20插头。在一些实施例中，d1约为21.10毫米，d2约为26.55毫米。插座124和126在邻近的插座芯之间具有无障碍空间s，这与常规插座布置形成对比。常规布置具有在每个插座之间延伸的壁。本技术在邻近插座之间没有壁，从而允许插座比它们之间有壁时更靠近地间隔开。在共同拥有的美国专利号9,614,335和9,627,828中
进一步描述了高密度插座设计，先前通过引用并入本文。
50.如图8所示，插座模块120可以包括多个弹性构件，例如螺旋压缩弹簧182，每个位于侧壁162和多个闩锁杆130中的对应的一个之间。尽管本文描述了压缩弹簧，但也可以使用其他适合的弹性构件布置，例如螺旋拉伸弹簧，扭力弹簧，和橡胶构件，等等。压缩弹簧182的位置相对于枢轴148被设置以将对应的闩锁杆齿部180向闩锁位置偏置(如图8所示)。为了暂时将闩锁杆130移动到解锁位置，用户可以将闩锁杆130推向例如插座126并持住，如箭头p所示，从而使齿部180枢转离开插座126，使得齿部180从匹配插头(未示出)缩回。
51.如图9所示，闩锁杆130可各包括位于与齿部180相对处的释放片184。枢轴孔186位于释放片184和齿部180之间。弹簧套188位于释放片184和枢轴孔186之间，由此压缩弹簧182(图8)通常将齿部180向对应的插座偏置。在一些实施例中，如图所示，弹簧套188具有开放侧面，以便于组装，而在其他实施例中，弹簧套188可以具有封闭侧面。当插头被插入内部区域164(图5)并插在插座上时，插头在齿部180上施加力f，该齿部180继而如箭头r所示枢转闩锁杆130以使插头能够移动越过齿部180。一旦插头被完全插入时，齿部180被弹簧182推动以与例如插头侧的表面配合，从而将插头锁定在插座模块120中。在一些实施例中，齿部180具有锐利的边缘181，其被配置为咬入塑料插头的侧面。在一些实施例中，齿部180可以与插头侧面上的开口或凹部(未示出)配合。
52.图10示出了具有代表性的电源线连接到其上的锁定组合插座模块120。电源线中的一根包括iec c20插头190，另一根线包括iec c14插头192。如图11和12所示，闩锁杆130被布置在插座模块中以保持两种类型的插头(例如，c14和c20)。在如图11所示的代表性实施例中，枢轴148的中心的位置被设置为使得齿180可以与两种类型的插头配合。在一些实施例中，枢轴148的中心可位于距模块顶部约6.5毫米且距模块内表面约6.3毫米处。因此，当c20插头190被插入模块时，模块的顶面与延伸通过轴148的中心和齿180的边缘的线之间的角度a约为50.9度。参考图12，当c14插头192被插入模块时，模块的顶面与延伸通过轴148的中心和齿180的边缘的线之间的角度a约为29.7度。
53.图13是根据另一个代表性实施例的闩锁杆布置的横截面图。在所描绘的实施例中，模块壳体222包括基面260和从其延伸以至少部分地围绕内部区域264的侧壁262。基面260和侧壁262可以包括一体成型的整体(例如，注塑成型的塑料)。在一些实施例中，插座芯225也可以与基面260和侧壁262一体成型。在其他实施例中，插座芯225是合适地附接到基面260的分开的元件。
54.每个闩锁杆230通过内部区域264外部的枢轴248可枢转地耦接到侧壁262，其中每个闩锁杆230的位置被设置为邻近对应的插座芯225。当闩锁杆230处于如图所示的闩锁位置时，每个闩锁杆230包括延伸到内部区域264中以与匹配插头(例如iec c20插头290)配合的齿部280。闩锁杆230包括位置被设置为与多个闩锁位置中的一个配合的棘爪232，每个闩锁位置与棘齿相对应。在这个例子中，壳体222中形成有两个棘齿234和236。齿234对应于用于与c20插头配合的第一闩锁位置并且齿236对应于用于与c14插头配合的第二闩锁位置。在一些实施例中，棘爪232可以包括弹性材料，例如塑料，以使棘爪232在其在每个牙齿上移动时能够变形。
55.图14示出了根据另一个代表性实施例的锁定组合插座模块320。锁定组合插座模块320可以包括前面板322，该前面板322可以包括其中容纳有模块320的pdu壳体的一部分。
400可以包括具有前面板404的壳体402。在一些实施例中，前面板404包括基本上延伸pdu 400的整个长度的单个面板。在一些实施例中，pdu可以包括c13，c19，组合插座和/或其他适合的插座类型中的多种组合。pdu可以包括以任何适合的方向，模式，和/或阵列布置的任何适合数量的插座。如所描绘的实施例中所示，pdu 400可以包括48个组合插座406。组合插座406与组合插座126基本相同，因此在上面参考图6a和6b作了更充分的描述。
65.插座406可以被间隔开以容纳不同的插头类型。例如，与孔408，412，414，和418相关联的插座406可以被间隔开以容纳c14插头，而与孔410和416相关联的插座可以进一步被间隔开以容纳c14和c20插头。例如，对于适合的插座间距，请参见图7。
66.在一些实施例中，pdu 400包括插座芯406从其延伸的基面420。基面420可以是pcb的表面，例如插座板422(图19)。如本文所述的前述实施例那样，插座406在邻近的插座芯之间具有无障碍空间，如图所示。每个插座芯406可以以与上面参考图5所述的方式类似的方式安装到插座板422。因此，可以使用适合的紧固件安装插座芯406。每个插座406还包括类似于端子138和142的端子，如参考图5所示和描述的。
67.参考图19，闩锁杆430的位置被设置为邻近插座406中的每一个。每个闩锁杆430可在闩锁位置(例如，第一位置)和解锁位置(例如，第二位置)之间移动(例如，可枢转)，在闩锁位置处匹配插头(例如，图10中的插头190和192)可以被插入pdu 400并随后被保持在其中，在解锁位置处可以将匹配插头从pdu 400移除。
68.闩锁杆430与闩锁杆130基本相同，因此它们的结构在上面参考图8和9作了更充分的描述。在一些实施例中，闩锁杆430可以被安装在pdu400中，其布置类似于上文参考图16所描述的布置。
69.前面板404可以包括分别具有第一和第二侧面板部分472和474的面部部分470。第一侧面板472和第二侧面板474可以各自包括多个钩子476，该钩子476的位置被设置为沿着pcb 422的边缘与对应的凹口478配合，从而相对于前面板404保持pcb 422。
70.应该注意，上面讨论的系统和装置仅是示例。必须强调的是，多种实施例可以适当地省略，替换，或添加多种过程或部件。例如，应当理解，在替代实施例中，关于某些实施例描述的特征可以在多种其他实施例中被组合。实施例的不同方面和元件可以以类似方式被组合。此外，应该强调的是，技术在不断发展，因此，许多元件本质上是示例性的，不应被解释为限制本技术的范围。应当注意，本文描述的多种优点不是穷尽的或排他的，并且可以实现许多不同的优点和效率，如本领域技术人员将认识到的。
71.在描述中给出了具体细节以提供对实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实施实施例。例如，已经在没有不必要的细节的情况下示出了众所周知的电路，结构，和技术以避免混淆实施例。
72.已经描述了几个实施例，本领域技术人员将认识到，在不背离本技术的精神的情况下，可以使用多种修改，替代构造，和等同物。例如，上述元件可以仅仅是更大系统的部件，其中其他规则可优先于本技术的应用或修改本技术的应用。此外，可以在考虑上述元件之前，期间，或之后进行多个步骤。因此，以上描述不应被视为限制本技术的范围。