(57)【要約】  信号経路に取り付けられた１つ又は複数の機能モジュールにネットワークの信号経路に沿ってデータを伝送するためのバックプレーン又はバックプレーン・モジュールが、印刷回路板と、印刷回路板に取り付けられた機能モジュール電気コネクタと、機能モジュールが機能モジュール電気コネクタに取り付けられていないとき信号経路に沿って信号の連続性を維持する、機械的に作動されるバイパス回路組立品とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの信号経路に沿ってデータを伝送するためのバックプレーン又はバックプレーン・モジュールであって、機能モジュールを前記信号経路に接続するための前記バックプレーン又はバックプレーン・モジュールに前記機能モジュールを取り付けるように構成される種類のバックプレーン又はバックプレーン・モジュールであって、
印刷回路板と、機能モジュールに電気的に及び機械的に取り外し可能に接続することができる機能モジュール電気コネクタであって、それらの間で電気的接続を確立するための機能モジュール電気コネクタと、バイパス回路組立品とを備え、
前記印刷回路板が、第１の面と、前記印刷回路板の厚さだけ前記第１の面から分離された対向する第２の面と、導電性ネットワーク信号経路とを備え、
前記機能モジュール電気コネクタが、前記印刷回路板の前記第１の面に取り付けられ、前記印刷回路板の前記ネットワーク信号経路に直列の導電性信号経路を備え、前記信号経路が、機能モジュールが前記機能モジュール電気コネクタに何も接続されていないとき、前記ネットワーク信号経路の第１の部分と第２の部分との間に配設される開部分を有し、
前記バイパス回路組立品が、バイパス回路と、電気接点を備える機械的に作動されるバイパス回路スイッチと、アクチュエータとを備え、
前記バイパス回路が、前記印刷回路板の一部分を形成し、前記バイパス回路が、導電性バイパス信号経路と、電気端子の第１及び第２の組とを備え、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記第１の部分と前記第２の部分との間に直列に接続され、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記開部分にわたって並列に延び、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記第１の部分に接続された第１の部分と、前記ネットワーク信号経路の前記第２の部分に接続された第２の部分と、前記バイパス信号経路の前記第１の部分と前記第２の部分との間に配設される開部分とを備え、
前記バイパス信号経路の前記第１の部分が、電気端子の前記第１の組を備え、前記バイパス信号経路の前記第２の部分が、電気端子の前記第２の組を備え、電気端子の前記第１及び第２の組が、相互に電気的導通状態ではなく、
前記電気接点が、離隔された閉位置と開位置との間で前記印刷回路板に対して可動であり、前記電気接点が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、前記バイパス回路の電気端子の前記第１及び第２の組のうちの少なくとも１つと係合し、前記バイパス信号経路を閉じ、前記電気接点が、前記電気接点が前記開位置にあるとき、前記バイパス回路の電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離隔され、前記少なくとも１つと係合せず、
前記アクチュエータが、前記電気接点に接続され、前記電気接点と連動して可動であり、前記アクチュエータが、前記印刷回路板の前記第１の面から離れて、前記印刷回路板の前記第１の面上に配設される前記アクチュエータの自由端に延び、前記自由端が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、前記印刷回路板から離間され、前記アクチュエータの前記自由端に加えた力が、前記電気接点が前記閉位置にあり、前記アクチュエータの前記自由端を前記印刷回路板に向かって付勢するとき、前記電気接点を前記電気接点の前記開位置に向かってまた付勢する、バックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２】
前記バイパス回路スイッチが、前記電気接点を保持する接点ホルダを備え、前記接点ホルダが、電気絶縁体製であり、前記アクチュエータが、前記接点ホルダに堅く取り付けられる、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項３】
前記接点ホルダ及び前記アクチュエータが、ワンピースの一体型部材として形成される。請求項２に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項４】
前記電気接点が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つと係合するそれぞれの接点ノーズを備え、前記閉位置から前記開位置に移動してから各それぞれの接点ノーズが電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離脱するとき、前記電気接点が空動き距離だけ移動する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項５】
機能モジュールを前記機能モジュール電気コネクタに取り付けたとき、前記機能モジュールが、前記機能モジュール電気コネクタと電気的に接続してから各それぞれの接点ノーズが電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離脱する、請求項４に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項６】
機能モジュールを前記機能モジュール電気コネクタから取り外したとき、前記機能モジュールが、各それぞれの接点ノーズが電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つと係合した後に前記機能モジュール電気コネクタから電気的に切断する、請求項４に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項７】
各それぞれの接点ノーズが、前記電気接点のそれぞれのばねアーム上に配設され、各ばねアームが、前記電気接点の前記空動き中に弾性的にたわむ、請求項４に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項８】
機能モジュールを前記機能モジュール電気コネクタに取り付けたとき、前記電気接点が電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離脱した後に、前記機能モジュールが、前記機能モジュール電気コネクタと電気的に接続する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項９】
機能モジュールを前記機能モジュール電気コネクタから切り離したとき、前記機能モジュールが、前記機能モジュール電気コネクタから電気的に切断してから、前記電気接点が電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つと係合する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１０】
前記印刷回路板の前記第１の面の少なくとも一部分を覆うカバーを備え、前記アクチュエータが、前記カバーを貫通して延びる、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１１】
前記カバーが、接点端子の前記第１及び第２の組を含む筐体の一部分であり、前記筐体が、複数の離隔された側壁と下壁とをさらに備え、前記下壁が、前記印刷回路板の前記第２の面上に配設され、前記側壁が、前記カバーから前記底壁に延びる、請求項１０に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１２】
前記電気接点と前記筐体の前記下壁との間に配設されるばねを備え、前記ばねが、前記閉位置に向かって前記電気接点の移動を付勢する、請求項１１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１３】
前記電気接点を保持し、開位置と閉位置との間で前記電気接点端子とともに可動である接点ホルダを備え、前記ばねが、前記接点ホルダ及び前記下壁に係合する、請求項１２に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１４】
開位置と閉位置との間の前記電気接点の移動の前記経路に沿って延びる案内壁と、前記案内壁を密接して受ける溝とを備え、前記案内壁が、（ａ）と（ｂ）とのうちの一方から延び、前記溝が、（ａ）と（ｂ）とのうちの他方に形成され、すなわち、（ａ）前記接点ホルダと（ｂ）前記筐体の前記側壁のうちの１つとである、請求項１３に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１５】
前記カバー上の、及び前記カバーと前記側壁とを一緒に取り付けた前記側壁上の協調ラッチ部材を備える、請求項１０に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１６】
前記電気接点が、開位置と閉位置との間で移動するとき、前記印刷回路板に対して並進移動する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１７】
前記電気接点が、開位置と閉位置との間で移動するとき、前記印刷回路板に対して固定された軸を中心として旋回する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１８】
前記ネットワーク信号経路が、各々が独立して電力及び／又はデータを伝送する複数の導体を備え、前記第１及び第２のバイパス信号経路の部分がそれぞれ、前記ネットワーク信号経路の対応する導体に接続された複数の導体を備え、電気端子の前記第１及び第２の組がそれぞれ、複数の電気端子を備え、各電気端子が、前記信号バイパス信号経路の部分のそれぞれの導体に接続され、前記バイパス回路スイッチが、１つ又は複数の追加の電気接点を備え、各電気接点が、前記バイパス回路スイッチの部分の電気導体のそれぞれの対に関連付けられ、電気導体の前記関連付けられた対に接続された電気端子の前記第１の組及び前記第２の組の対のうちの少なくとも一方と係合可能及びそれから離脱可能である、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１９】
前記ネットワーク信号経路が、４線式イーサネット（登録商標）・ケーブルの線に対応する４つの導電性経路を備える、請求項１８に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２０】
前記４つの導電性経路が、リング・ネットワーク・トポロジの一部分を画定する、請求項１９に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２１】
各電気端子が、幅寸法と、前記幅寸法に対して横方向の長さ寸法とを有する導体パッドとして形成される、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２２】
前記バイパス・スイッチ組立品が、前記電気接点と、１つ又は複数の追加の電気接点とを備える、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２３】
前記機能モジュール電気コネクタに取り付けられ、前記開位置の前記電気接点を前記アクチュエータに押し当てる機能モジュールを含む、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２４】
電気端子の前記第１及び第２の組が、前記印刷回路板の前記第２の面上に配設される、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２５】
前記電気接点が、前記アクチュエータと一体である、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２６】
前記バイパス・スイッチ組立品が、複数の電気接点を備え、前記アクチュエータが、複数のアクチュエータ部材を備え、各アクチュエータ部材が、前記複数の電気接点のそれぞれの電気接点に接続される、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２７】
前記電気接点が、電気端子の前記第１の組及び電気端子の前記第２の組の両方と係合可能及びそれらの両方から離脱可能である、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２８】
電気端子の前記第１及び第２の組並びに前記バイパス・スイッチ組立品が、前記印刷回路板の前記第２の面上に配設される、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にバックプレーンに取り付けられたいくつかの電気コネクタを通して導電性信号経路を提供するバックプレーンを利用するネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用制御ネットワークは、ネットワークに沿ってデータ信号、電力信号、又は電力信号とデータ信号の両方を伝送する導電性信号経路をしばしば利用する。信号経路は、バス・ネットワーク・トポロジ（信号経路が線形又は分岐経路に沿って延びる）又はリング・ネットワーク・トポロジ（信号経路が閉ループに沿って延びる）を含む、異なるネットワーク・トポロジに配置することができる。いくつかのリング・ネットワークにおいて、信号経路は、信号経路の切断の場合に、信号を独立して担持し、冗長性を提供することができる２つのリングを含む。
【０００３】
信号経路は、複数の機能モジュールを担持し、ネットワークに接続するバックプレーン上に形成することができる。機能モジュールは、ネットワークから読み取ったデータを処理することができ、データをネットワークに書き込むことができ、又は他のタスクを実施することができる。
【０００４】
信号経路は、バックプレーンに取り付けられた機能モジュール中を延びる。能動的機能モジュールは、信号経路からデータを読み取り及び／又は信号経路にデータを書き込むことができる。受動的機能モジュールは、データを読み取り又は書き込むことなく信号経路の連続性を維持するために単に信号経路を機能モジュール中に通す。
【０００５】
バックプレーンは、単一の印刷回路板から形成されたモノリシック・バックプレーンでもよい。印刷回路板は、複数の機能モジュールを信号経路に接続することができる。代替案として、バックプレーンは、いくつかのバックプレーン・モジュールから形成することができ、各モジュールは、印刷回路板を含む。各印刷回路板の面上の左右の電気コネクタは、バックプレーン・モジュールを相互接続し、バックプレーン・モジュールによって形成されるバックプレーンのサイズが使用中に変動することを可能にする。
【０００６】
印刷回路板上の信号経路は、いくつかのネットワークにおいて、単線に沿って信号を伝送することに対応する単一の導電性経路からなることができる。印刷回路板上の信号経路は、他のネットワークにおいて、マルチワイヤ・ケーブルの線に沿って信号を伝送することに対応する、複数の導電性経路からなることができ、各導電性経路は、異なる線に対応する。例えば、イーサネット（登録商標）・ベースの産業用制御ネットワークの信号経路は、４線式イーサネット（登録商標）・ケーブルの線に対応する４つの導電性経路として形成することができる。
【０００７】
モノリシック・バックプレーンの印刷回路板は、機能モジュールを印刷回路板に取り外し可能に搭載する複数の機能モジュール電気コネクタを担持することができる。モジュラー・バックプレーンの印刷回路板は、典型的には、単一の機能モジュール電気コネクタを担持する。
【０００８】
機能モジュール電気コネクタは、印刷回路板の信号経路に接続される導電性信号経路を含む。機能モジュール電気コネクタ中の信号経路は、機能モジュールが機能モジュール電気コネクタに取り付けられていない場合、通常開である。機能モジュールは、信号経路が機能モジュール中を延びることを可能にするために機能モジュール電気コネクタと嵌合し、信号経路を閉じる電気コネクタを含む。
【０００９】
以下に示すように、機能モジュールが取り外された機能モジュール電気コネクタにおける信号経路の切断は、ネットワーク上の他の機能モジュールへのデータ伝送を妨げることができる。
【００１０】
図２４は、単一の印刷回路板から形成されたモノリシック・バックプレーン５１２と、バックプレーンに取り付けられたいくつかの同様の機能モジュール電気コネクタ５１４とを利用する産業用制御ネットワーク５１０の一部分を示す。各機能モジュール電気コネクタは、コネクタを通してバックプレーンに電気的に及び少なくとも部分的に機械的に接続されるそれぞれの機能モジュール５１６を受けるように意図される。
【００１１】
図２４は、バックプレーン５１２と、機能モジュール電気コネクタ５１４と、バス・トポロジとして構成された産業用制御ネットワークの一部分に沿ってイーサネット（登録商標）信号経路
【数１】
2021502630.tif 000003
を通す機能モジュール５１６とを示す。データは、各機能モジュール中を直列に通過し、次いで、バックプレーンから出る。バックプレーンは、より大きなネットワーク・トポロジの信号経路の一部を形成することができる。
【００１２】
信号経路
【数２】
2021502630.tif 000004
は、４つの並列導電性経路を含み、経路は４線式イーサネット（登録商標）・ケーブルの線に対応する。
【００１３】
機能モジュール５１６が機能モジュール電気コネクタ５１４から取り外された場合、ダウンストリーム機能モジュールとのイーサネット（登録商標）信号ストリームの通信は、機能モジュール電気コネクタにおける信号経路の開路によって切断される。機能モジュールがコネクタから取り外されている図２５参照。信号切断は図中に「Ｘ」で示す。
【００１４】
機能モジュールが機能モジュール電気コネクタ５１４から取り外されてもダウンストリーム機能モジュール５１６との通信を可能にするために、ソフトウェア制御バイパス・スイッチ組立品５２０を信号経路に配置することが知られている。図２６参照。各バイパス・スイッチ組立品は、それぞれの機能モジュール電気コネクタに関連付けられる。バイパス・スイッチ組立品は、機能モジュール電気コネクタの信号経路と並列に信号経路に配線された信号バイパス回路５２２と、信号バイパス回路を選択的に開閉する、バイパス回路内のバイパス・スイッチ５２４とを含む。
【００１５】
図２６に見られるように、機能モジュール電気コネクタに機能モジュールが何も取り付けられていない場合、機能モジュール電気コネクタに関連付けられたバイパス・スイッチ５２４が閉じられる。開機能モジュール電気コネクタ５１４を迂回し、開コネクタを過ぎてダウンストリームを継続するために、通常閉スイッチは信号経路
【数３】
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を有効にする。
【００１６】
機能モジュール電気コネクタに取り付けられた機能モジュールがあるとき、バイパス・スイッチ５２４は開である。信号経路
【数４】
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は、機能モジュール電気コネクタ中及びコネクタに取り付けられた機能モジュール５１６中を延びる。
【００１７】
ネットワーク信号を搬送するバックプレーンのバイパス・スイッチは、ソフトウェア制御下で開閉する電気デバイスとして従来形成されている。例えば、Ｍｏｎｓｅ  ｅｔ  ａｌ．米国特許第７，８９４，３３６号及びＮｏｅｌ  ｅｔ  ａｌ．米国特許出願公開第２０１１／０１４５４３３号参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】米国特許第７，８９４，３３６号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／０１４５４３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかし、信頼性及び性能の理由で、バックプレーンに取り付けられたいくつかの機能モジュール電気コネクタ間に信号経路を提供するバックプレーンを利用するネットワーク用の完全に機械的なバイパス・スイッチ組立品が必要とされる。機械的バイパス・スイッチ組立品は、機能モジュールが機能モジュール電気コネクタから取り外された場合、バイパス・スイッチを自動的に閉じるはずであり、機能モジュールが機能モジュール電気コネクタに動作可能に接続されたとき、バイパス・スイッチを自動的に開くはずである。機械的バイパス・スイッチ組立品は、異なるネットワーク・トポロジ及び異なる数の導電性経路を有する信号経路に使用可能であるはずである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
バックプレーンに取り付けられたいくつかの機能モジュール電気コネクタを通して信号経路を提供するバックプレーンを利用するネットワーク用の完全に機械的なバイパス・スイッチ組立品を開示する。機械的バイパス・スイッチ組立品は、機能モジュールが機能モジュール電気コネクタから取り外された場合、バイパス・スイッチを自動的に閉じ、機能モジュールが機能モジュール電気コネクタに接続されたとき、バイパス・スイッチを自動的に開く。機械的バイパス・スイッチ組立品は、異なるネットワーク・トポロジに、及び異なる数の導電性経路を有する信号経路に使用可能である。
【００２１】
機械的バイパス・スイッチ組立品を利用するバックプレーン又はバックプレーン・モジュールが、印刷回路板と、機能モジュールに取り外し可能に接続することができる機能モジュール電気コネクタであって、それの間で電気的接続を確立するための機能モジュール電気コネクタと、バイパス回路組立品とを含む。印刷回路板は、第１の面と、対向する第２の面と、導電性ネットワーク信号経路とを有する。
【００２２】
機能モジュール電気コネクタは、印刷回路板の第１の面に取り付けられ、印刷回路板のネットワーク信号経路に直列の導電性信号経路を含む。ネットワーク信号経路は、機能モジュールが機能モジュール電気コネクタに何も接続されていないとき、ネットワーク信号経路の第１の部分と第２の部分との間に開部分を有する。
【００２３】
バイパス回路組立品は、バイパス回路と、機械的に作動されるバイパス回路スイッチと、アクチュエータとを含む。バイパス回路は、印刷回路板の一部分を形成し、導電性バイパス信号経路と、電気端子の第１及び第２の組とを含む。バイパス信号経路は、ネットワーク信号経路の第１の部分と第２の部分との間に直列に接続され、バイパス信号経路は、ネットワーク信号経路の開部分にわたって並列に延びる。バイパス信号経路は、ネットワーク信号経路の第１の部分に接続された第１の部分と、ネットワーク信号経路の第２の部分に接続された第２の部分と、バイパス信号経路の第１の部分と第２の部分との間の開部分とを含む。
【００２４】
バイパス信号経路の第１の部分は、電気端子の第１の組を含み、バイパス信号経路の第２の部分は、電気端子の第２の組を含む。電気端子の第１及び第２の組は、相互に電気的導通状態ではなく、印刷回路板の第２の面上に配置される。
【００２５】
電気接点は、印刷回路板の第２の面上にあり、離隔された閉位置と開位置との間で印刷回路板に対して可動である。電気接点は、電気接点が閉位置にあるとき、バイパス回路の電気端子の第１及び第２の組と係合し、それによって、バイパス信号経路を閉じる。電気接点は、電気接点が開位置にあるとき、バイパス回路の電気端子の第１及び第２の組から離隔され、それらと係合しない。
【００２６】
アクチュエータは、電気接点に接続され、電気接点と連動して可動である。アクチュエータは、印刷回路板の第２の面から、印刷回路板を通って、印刷回路板の第１の面上に配置されたアクチュエータの自由端まで延び、電気接点が閉位置にあるとき、印刷回路板から離間される。電気接点が閉位置にあるときアクチュエータの自由端に加えられた力は、アクチュエータの自由端を印刷回路板に向かって付勢するが、電気接点を電気接点の開位置に向かってやはり付勢する。
【００２７】
開示するバイパス回路スイッチ組立品の実施例において、バイパス・スイッチは、ネットワーク信号経路のそれぞれの導電性経路を開閉するいくつかの電気接点を含む。例えば、ネットワーク信号経路は、バス・ネットワーク・トポロジ又はリング・ネットワーク・トポロジの一部を形成する標準４線式イーサネット（登録商標）・ケーブルの４つの線に対応する４つの導電性経路を有することができる。
【００２８】
開示するバイパス・スイッチ組立品のさらに他の実施例において、スイッチ組立品は、印刷回路板も収納し、印刷回路板及びバイパス・スイッチ組立品をＤＩＮレールに取り付ける筐体内に配置することができる。
【００２９】
開示するバイパス・スイッチ組立品の実施例において、電気接点は、接点ホルダによって保持される。接点ホルダは、ばねによって電気接点の閉位置に向かって付勢され、バイパス・スイッチを常時閉スイッチにさせる。開示するバイパス・スイッチ組立品のさらに他の実施例において、接点ホルダは、２つ以上の電気接点を保持する。
【００３０】
本開示の他の目的及び特徴は、特に１つ又は複数の例示的な実施例を示す添付の図面と併せて理解されたとき、説明が進むにつれて明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施例の機械的バイパス・スイッチ組立品を有するバックプレーン・モジュールであって、ＤＩＮレールに取り付けられたバックプレーン・モジュールの斜視図である。
【図２】図１に示すバックプレーン・モジュールの上面図である。
【図３】図１に示すバックプレーン・モジュールの側面図である。
【図４】図１に示すバックプレーン・モジュールの信号経路及び機械的バイパス・スイッチ組立品の概略側面図である。
【図５】図４の５−５線に沿って見た概略図である。
【図６】図２の６−６線に沿って見た断面図である。
【図７】図２の７−７線に沿って見た断面図である。
【図８】図３の８−８線に沿って見た断面図である。
【図９】図１と同様であるが、機能モジュールがバックプレーン・モジュールに取り付けられた斜視図である。
【図１０】図２と同様であるが、機能モジュールがバックプレーン・モジュールに取り付けられた上面図である。
【図１１】図１０の１１−１１線に沿って見た断面図である。
【図１２】第２の実施例の機械的バイパス・スイッチ組立品を有するバックプレーン・モジュールであって、ＤＩＮレールに取り付けられたバックプレーン・モジュールの斜視図である。
【図１３】図１２に示すバックプレーン・モジュールの上面図である。
【図１４】図１２に示すバックプレーン・モジュールの側面図である。
【図１５】図１３の１５−１５線に沿って見た断面図である。
【図１６】図１３の１６−１６線に沿って見た断面図である。
【図１７】図１４の１７−１７線に沿って見た断面図である。
【図１８】図１２と同様であるが、機能モジュールがバックプレーン・モジュールに取り付けられた斜視図である。
【図１９】図１３と同様であるが、機能モジュールがバックプレーン・モジュールに取り付けられた上面図である。
【図２０】図１９の２０−２０線に沿って見た断面図である。
【図２１】図５と同様の図であるが、バイパス・スイッチ組立品が図２５〜２７に示すリング・トポロジ・ネットワークに使用される概略図である。
【図２２】印刷回路板に取り付けられた端部を有する第２の実施例の電気接点の側面図である。
【図２３】一体型アクチュエータ部材を有する第３の実施例の電気接点の側面図である。
【図２４】バス・ネットワーク・トポロジを画定し、ソフトウェア制御のバイパス・スイッチ組立品を有する先行技術のバックプレーンの概略図である。
【図２５】バス・ネットワーク・トポロジを画定し、ソフトウェア制御のバイパス・スイッチ組立品を有する先行技術のバックプレーンの概略図である。
【図２６】バス・ネットワーク・トポロジを画定し、ソフトウェア制御のバイパス・スイッチ組立品を有する先行技術のバックプレーンの概略図である。
【図２７】リング・ネットワーク・トポロジの一部分を画定する先行技術のバックプレーンの概略図である。
【図２８】リング・ネットワーク・トポロジの一部分を画定する先行技術のバックプレーンの概略図である。
【図２９】リング・ネットワーク・トポロジの一部分を画定する先行技術のバックプレーンの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１〜８は、イーサネット（登録商標）・ベースのプロセス制御ネットワークのモジュラー・バックプレーンを形成するのに使用されるバックプレーン・モジュール１１０を示す。バックプレーン・モジュールは、バックプレーンの一部分を形成する印刷回路板１１２と、機能モジュールを印刷回路板に接続するための機能モジュール電気コネクタ１１４とを含む。機能モジュール電気コネクタは、印刷回路板の上面１１５上に配置される。
【００３３】
左電気コネクタ１１６及び右電気コネクタ１１８が、隣接した左又は右バックプレーン・モジュールの印刷回路板に印刷回路板１１２を電気的に接続する。イーサネット（登録商標）信号ストリーム
【数５】
2021502630.tif 000007
（図４参照）が、印刷回路板１１２の一方の面と左電気コネクタとの間で通信され、印刷回路板の他方の面と右電気コネクタとの間で通信される。信号ストリーム
【数６】
2021502630.tif 000008
は、図２２に示すようにバス・ネットワーク・トポロジの一部を形成する。機能モジュール電気コネクタ１１４が、左右の電気コネクタ間の信号ストリームに配設される。
【００３４】
印刷回路板１１２は、プラスチック筐体１２０内に収納される。筐体は、トップ・カバー１２２と、底壁１２４と、底壁に一体に形成された側壁１２６の相対向する対とを含む。筐体カバー及び壁は、筐体の内容積を協調的に画定する。筐体トップ・カバーは、筐体ラッチ・アーム１２８、１３０によって筐体側壁に取り付けられる。
【００３５】
図示するバックプレーン・モジュール１１０は、従来のＤＩＮレール１３２上に搭載されているものを示す。ラッチ１３４、１３６を搭載するＤＩＮレールの対が、図７に最もよく見られるように、筐体トップ・カバー１２２の相対向する面から延び、筐体１２０をＤＩＮレールのフランジ１３８に取り付ける。印刷回路板１１２は、筐体トップ・カバーとＤＩＮレール・フランジとの間に配置される。筐体がＤＩＮレールに取り付けられているとき、筐体側壁は、ＤＩＮレール・フランジ間に形成されたＤＩＮレール凹部１４０内に延びる。
【００３６】
筐体トップ・カバー１２２は、印刷回路板１１２の上部表面１１５よりも上に密接配置される。トップ・カバーは、印刷回路板と、機能モジュール電気コネクタ１１４を受ける機能モジュール電気コネクタ筐体部分１４６とを覆う平坦な平面部分１４４を含む。コネクタ筐体部分は、印刷回路板から離れて電気コネクタ１１４を超えて上方に延び、機能モジュールの電気コネクタ１１４への取付けを案内するのを助ける、電気コネクタ１１４よりも上に配置されたレセプタクル１４８を画定する。
【００３７】
図４及び５に概略的に示すように、バックプレーン・モジュールは、通常開信号バイパス回路１５２を有するバイパス・スイッチ組立品１５０をイーサネット（登録商標）信号ストリーム
【数７】
2021502630.tif 000009
に、及び機械動作するスイッチ組立品１５４をバイパス回路に含む。
【００３８】
バイパス・スイッチ組立品１５０は、図２３に示すバイパス・スイッチ組立品５２０と動作的に同等である。すなわち、バイパス・スイッチ組立品１５０は、バス・トポロジの開路部分の２つのそれぞれの端部を結合する。
【００３９】
バイパス回路は、印刷回路板１１２上に形成され、バイパス回路のそれぞれの開端に配置された露出接点端子１５６、１５８の組を含む。接点端子１５６、１５８は、機能モジュール電気コネクタ１１４から印刷回路板の底面１６０上に配置され、筐体１２０の内側に配設される。バイパス・スイッチ１５２は、やはり筐体の内側に配置され、バイパス回路を開閉するように動作する。
【００４０】
図示するバックプレーン・モジュール１１０のイーサネット（登録商標）信号ストリーム
【数８】
2021502630.tif 000010
は、従来の４線式イーサネット（登録商標）・ケーブルの４つの線に対応する、印刷回路板１１２によって担持される導電性経路を含む。信号ストリーム
【数９】
2021502630.tif 000011
は、印刷回路板上に形成され、イーサネット（登録商標）・ケーブルのそれぞれの線に対応する４つの導電性経路
【数１０】
2021502630.tif 000012
、
【数１１】
2021502630.tif 000013
、
【数１２】
2021502630.tif 000014
、及び
【数１３】
2021502630.tif 000015
によって画定される。図５参照。
【００４１】
信号バイパス回路１５２は、バス・ネットワーク又は２つのリング
【数１４】
2021502630.tif 000016
及び
【数１５】
2021502630.tif 000017
の導電性経路に対応する各相互接続に沿って、信号経路
【数１６】
2021502630.tif 000018
のそれぞれの導電性経路をそれぞれ迂回する４つの通常開導電性経路１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ｄによって画定される。
【００４２】
接点端子１５６、１５８は、印刷回路板の底面上に配置された露出接点端子１５６ａ〜１５６ｄ及び１５８ａ〜１５８ｄのそれぞれの組によって形成される。図示する実施例における接点端子１５６、１５８の４つの対は、ＤＩＮレール軸に対して横方向に離隔される導体パッドの４つの対（１５６ａ、１５８ａ）、（１５６ｂ、１５８ｂ）、（１５６ｃ、１５８ｃ）、及び（１５６ｄ、１５８ｄ）として形成される。パッド１５６、１５８の各対は、図８に最もよく見られるように、ＤＩＮレール軸に平行に離隔される。
【００４３】
バイパス・スイッチ１５２は、それぞれの導電性経路１５２を開閉するために各スイッチが導体パッド１５６、１５８のそれぞれの対に関連付けられた、４つのスイッチ（以下に、より詳細に説明する）を含む。
【００４４】
スイッチ組立品１５４の構造は、次に説明するが、図６〜８に最もよく見られる。接点ホルダ１６２が、導体パッド１５６、１５８の対の下に配設される。接点ホルダは、電気絶縁ポリマーから形成される。接点ホルダは、ばね接点１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄなど、離隔されるように形成される４つの電気接点１６４を担持する。各ばね接点は、導体パッドのそれぞれの対（１５６ａ、１５８ａ）、（１５６ｂ、１５８ｂ）、（１５６ｃ、１５８ｃ）、及び（１５６ｄ、１５８ｄ）に関連付けられる。各ばね接点は、ＤＩＮレール軸に沿って相対向する方向に互いから離れて延びる湾曲ばねアーム１６６ａ、１６６ｂの対を含む。各ばねアーム１６６は、印刷回路板上のそれぞれの導体パッドに面する湾曲接点ノーズ１６８を含む。
【００４５】
接点ホルダ１６２は、印刷回路板に向かって及び印刷回路板から離れて並進するために印刷回路板１１２よりも下の筐体１２０内に可動搭載される。接点ホルダの並進により、接点ホルダによって担持されるばね接点１６４の対応する共同並進が生じる。接点ホルダは、図６に示す閉位置と開位置（図１１に最もよく見られる）との間で可動である。内部平面案内壁１７０の対が、筐体側壁から筐体内に延び、内部平面案内壁１７０の対を、接点ホルダの端部上に形成された、対応する幅の狭い溝１７２内に密接して受ける。
【００４６】
接点ホルダ１６２が閉位置にあるとき、接点ノーズ１６８が対応する導体パッド１５６又は導体パッド１５８に接触して、接点ホルダは印刷回路板１１２に最も近接する。各ばね接点１６４ａ、１６４ｂ、１６４ｃ、１６４ｄは、それによって、ばね接点に関連付けられた導体パッドのそれぞれの対を電気的に接続し、それによって、それぞれの信号バイパス回路１５２を閉じる。
【００４７】
案内壁１７０及び接点ホルダ溝１７２は、接点ホルダが印刷回路板１２０に対して移動している間、及び接点ホルダがその閉位置にあるとき、ばね接点から接点ホルダに伝達されたばね力によって生じた接点ホルダ１６２のコッキング又はジャミングに抵抗するのを助ける。
【００４８】
接点ホルダ１６２は、接点ホルダの閉位置から開位置に移動するとき、印刷回路板１１２から離れて移動する。接点ホルダが開位置にあるとき、ばね接点１６４は、導体パッド１５６、１５８から離間され、接点ノーズ１６８は、導体パッドから空隙によって離間される。信号バイパス１５２は、開かれ、バイパス信号を担持しない。
【００４９】
接点ホルダ１６２を閉位置に付勢するばね組立品１７４が、筐体１２０の内側に配設される。ばね組立品は、筐体の底壁によって画定される細長い柱１７８上に搭載された圧縮ばね１７６の対を含む。ばねは、接点ホルダの平坦な下当接面１８０に対して係合する。ばね１７６の圧縮される長さ及び発生されるばね力は、当接面１８０と筐体下壁１２４との間の距離によって画定される。
【００５０】
電気接点１６４はばねの間に配置される。
【００５１】
アクチュエータ１８２の対が、接点ホルダ１６２を閉位置から開位置に駆動するために縦一列になって使用される。アクチュエータは、それぞれが接点部材のそれぞれの表面１８０から離れて上方に延びる接点ホルダ１６２と一体に形成された細長い部材である。図７参照。アクチュエータは、印刷回路板１１２及び筐体トップ・カバー平面部分１４４中に形成され、それらを貫通して延びる対応する整列貫通孔中を自由に延びる。アクチュエータは、右電気コネクタ１１８に面する機能モジュール電気コネクタ筐体部分１４６の面から均一な距離に、及び面に相対的に近接して離間される。
【００５２】
アクチュエータ１８２は、筐体１２０から外へ、平坦なカバー部分１４４に対して略平行である、平坦で略同一平面上の上端面１８４に延びる。
【００５３】
図９〜１１は、機能モジュール３１０がバックプレーン・モジュール１１０に動作可能に取り付けられたバックプレーン・モジュール１１０を示す。バックプレーン・モジュールは、バックプレーン・モジュールの機能モジュール電気コネクタ１１４に相互接続するバックプレーン電気コネクタ３１２を含む。図面を簡単にするために、バックプレーン電気コネクタ以外の機能モジュールの電子構成部品は省略される。
【００５４】
機能モジュールをバックプレーン・モジュールに取り付けることにより、接点ホルダ１６２が図６に示すその閉位置から図１１に示すその開位置に駆動され、それによって、バイパス回路１５２ａ〜１５２ｄが開く。後で機能モジュールをバックプレーン・モジュールから取り外すことにより、ばね組立品１７４がコネクタ・ホルダをその開位置からその閉位置にまた戻すことが可能になり、それによって、バイパス回路１５２ａ〜１５２ｄが閉じる。
【００５５】
バックプレーン電気コネクタ３１２は、機能モジュール３１０の筐体３１４内に配置される。機能モジュール筐体は、平坦な底壁３１６を有する。バックプレーン電気コネクタは、バックプレーン電気コネクタを機能モジュール電気コネクタに差し込んだとき、筐体カバー１４６を密接して受けるようにサイズを合わせた底壁中の開口３１８と位置合わせされる。横平面側壁３２０が、開口の一方の側に沿って配置され、バックプレーン電気コネクタに向かって上方に延びる。側壁及び筐体カバー１４６は、機能モジュールの相対運動を案内し、電気コネクタを脱着したときの電気コネクタ１１４、３１２の整合性を維持する際に相互に連携する。
【００５６】
機能モジュール３１０は、バックプレーン電気コネクタ３１２が機能モジュール電気コネクタ１１４に向かって、両コネクタが完全に相互に係合した後、さらに移動するのに抵抗する従来の特徴も含む。
【００５７】
機能モジュール底壁３１６は、電気コネクタ１１４、３１２が取付けのために案内されており、互いに取り付けられ、又は相互に取り外されたとき、トップ・カバー平面部分１４４と平行である平坦な平面部分３２２を含む。
【００５８】
アクチュエータ１８２は、電気コネクタ１１４、３１２を接続したとき、底壁部分３２２の移動の経路にある。電気コネクタ３１２がまずトップ・カバー・レセプタクル部分１４８内に移動したとき、底壁部分３２２は、アクチュエータ１８２の頂面１８４に対して係合し、それを押す。機能モジュール３１０の取付け運動の継続により、底壁部分３２２がアクチュエータを筐体内に押し込み、接点部材１６２をその閉位置から離してその開位置に向かって押す。
【００５９】
電気コネクタ１１４、３１２が図１１に示すように相互に完全に係合され、接続されたとき、接点ホルダ１６２は、図に示すように、機能モジュール３１０によって開位置に押されている。バイパス・スイッチ回路１５２ａ〜１５２ｄが、ここで開路となり、信号ストリーム
【数１７】
2021502630.tif 000019
が、バイパス・スイッチ回路ではなく、機能モジュール３１０中を延びる。
【００６０】
接点ホルダ１６２の、その閉位置から離れる初期移動は、バイパス・スイッチ回路１５２ａ〜１５２ｄを開かない。ばねアームの弾性変形により、この初期移動中に接点ノーズ１６８が導体パッド１５６〜１５８に対して維持される。接点ノーズは、接点ホルダの閉位置から開位置に向かっての初期移動中に接点ホルダ移動の方向への空動きを示す（バイパス・スイッチ組立品の他の実施例は、接点ノーズの接点部材との空動きなしを効果的に含むことができる）。
【００６１】
図６は、接点部材１６２をその閉位置で示すが、ただし、ばねアーム１６４は、その応力を受けていない、弛緩した形状にある。接点部材の接点ノーズ１６８の空動きは、接点ノーズの、図６に示す、その応力を受けていない位置からその実際の形状への弾性変形に等しく、接点ノーズは、導体パッド１５６又は導体パッド１５８に押し当てられる。
【００６２】
図示する実施例において、電気コネクタ１１４、３１２が、相互に電気的接続を確立してから、ばねアーム接点ノーズ１６８が、導体パッド１５６、１６８との接触を失う。機能モジュール電気コネクタは、初期機械的係合距離１８４（図１１参照）に沿ってバックプレーン電気コネクタ３１４に機械的に係合してから、電気コネクタ１１４、３１４が、相互に電気的に接続する。機能モジュール電気コネクタ及びバックプレーン電気コネクタは、機能モジュール電気コネクタが二次機械的係合距離１８６に沿ってバックプレーン電気コネクタと機械的に係合したとき、電気コネクタが完全に相互に機械的に係合されるまで、相互に電気的に接続されることを継続する。
【００６３】
機能モジュールを機能モジュール電気コネクタに取り付けたときの、機能モジュール電気コネクタ１１４と機能モジュールのバックプレーン電気コネクタ３１２との間の電気的接続は、閉位置から離れる接点ホルダ移動の空動き段階中に確立される。電気コネクタ１１４、３１２の間の電気的接続は、機能モジュールを取り付けたときの信号の連続性の喪失なしを確実にするように、バイパス・スイッチ組立品１５２が開くまでに確立される。
【００６４】
機能モジュール３１０がバックプレーン・モジュール１１０から取り外されたとき、圧縮ばね１７６が接点ホルダ１６２をその閉位置にまた付勢する。接点ノーズ１６８が導体パッド１５６、１５８に再係合してから、接点ホルダが閉位置に達する。接点ノーズは、接点ホルダの開位置から閉位置への移動の最終部分の間、接点ホルダ移動の方向に同じ空動きを示す。バックプレーン・モジュールと機能モジュールとの間の電気的接続は、機能モジュールをバックプレーン・モジュールから取り外したとき、信号の連続性の喪失なしのために接点ホルダが閉位置に移動するので、接点ノーズの空動き段階中に切断される。
【００６５】
図１２〜１７は、第２の実施例のバックプレーン・モジュール１１０ａを示す。バックプレーン・モジュール１１０ａは、バックプレーン・モジュール１１０と同様であり、したがって、相違点だけを説明する。第１の実施例のバックプレーン・モジュール１１０を説明するのに使用された同じ参照番号が、第２の実施例のバックプレーン・モジュール１１０ａの対応する要素に使用される。
【００６６】
この実施例において、バイパス・スイッチ組立品１５０の接点ホルダ１６２は、開位置と閉位置との間を移動するとき、並進するのではなく、旋回軸を中心として旋回する。接点ホルダの面は、接点ホルダと一体に形成されたシャフト１８６に取り付けられる。シャフトは、離隔されたジャーナル１８８にスナップ式に、又は締りばめによって回転可能に搭載される。シャフトは、旋回軸と同軸であり、ＤＩＮレール軸に対して横方向に延びる
【００６７】
シャフト１８６により、接点ホルダがシャフト軸を中心として旋回し、図１５及び１６に最もよく見られるその閉位置からその開位置（図２０に示す）に移動することが可能である。
【００６８】
接点ホルダ１６２が閉位置にあるとき、バイパス回路１５２は閉じる。接点ホルダが開位置にあるとき、バイパス回路は開く。
【００６９】
接点ホルダ１６２は、シャフト１８６に平行の離隔された横梁１８９ａ、１８９ｂを有する。横梁は、印刷回路板１１２の底部表面１６０上に配置された導体パッド１５６、１５８の組の相対向する側に配置される。各横梁は、ばね接点（１６４ａ、１６４ｃ）又はばね接点（１６４ｂ、１６４ｄ）の対を担持する。各ばね接点は、相互に並んで延びる湾曲ばねアーム１６６の対と、各ばねアーム上の接点ノーズ１６８とを有する。各ばねアームの接点ノーズ１６８は、導体パッド１５６、１５８のそれぞれの対との接触を確立して、導体パッドの対に関連付けられた信号バイパス回路１５２を閉じる。
【００７０】
ばね組立品１７４は、接点ホルダ１６２にトルクを加え、閉位置に向かって接点ホルダ１６２の枢軸運動を付勢する圧縮ばね１７６の対を含む。圧縮ばねの下端は、筐体下壁１２８によって画定される開口ボア１７８に受ける。圧縮ばねの上端は、接点ホルダから下方に延びる突起１８０を囲む。
【００７１】
アクチュエータ１８２は、シャフトから離れて接点部材の面に沿って配置され、印刷回路板及び筐体頂壁中の整列貫通開口中を延びる。開口は、開口の側面上を摩擦するアクチュエータからの妨害なく接点部材の旋回を可能にするようにサイズを合わせる。
【００７２】
図１２〜１７は、機能モジュールを機能モジュール電気コネクタ１１４に取り付けていないバックプレーン・モジュール１１０ａを示す。接点部材１６２は、その閉位置にあり、ばね組立品１７４は、ばね接点の接点ノーズを導体パッドに押し当てる。接点部材が閉位置に、又は閉位置から旋回したとき、接点ノーズの失われた枢軸運動（第１の実施例のバックプレーン・モジュール１１０の接点ノーズの失われた並進運動に対応する）の量を示すために、ばねアームのうちの一方が、その応力を受けていない、弛緩した状態で図１５に描かれる。
【００７３】
図１８〜２０は、機能モジュール３１０が機能モジュール電気コネクタ１１４に取り付けられたバックプレーン・モジュール１１０ａを示す。機能モジュール底壁部分３２２が、アクチュエータ１８２に係合しており、接点部材１６２を開位置に旋回させる。バイパス回路１５２は、ここで開であり、信号ストリーム
【数１８】
2021502630.tif 000020
は、機能モジュール電気コネクタ１１４及びバックプレーン電気コネクタ３１２中を延びる。
【００７４】
機能モジュール３１０が機能モジュール電気コネクタ１１４から取り外されたとき、ばね１７６は、接点部材１６２をその閉位置にまた付勢し、バイパス回路１５２を閉じる。信号経路
【数１９】
2021502630.tif 000021
は、機能モジュール電気コネクタ中ではなく、バイパス回路中を延びる。
【００７５】
接点ノーズの空動きにより、機能モジュールをバックプレーン・モジュール１１０ａに脱着するときに第１の実施例のバックプレーン・モジュール１１０について前に説明したように、電気コネクタ１１４、３１２及びバイパス回路１５２の同じ「メーク・ビフォー・ブレーク（ｍａｋｅ  ｂｅｆｏｒｅ  ｂｒｅａｋ）」挙動が可能になる。
【００７６】
機能モジュールをネットワークから取り外すことによって生じる信号ストリーム
【数２０】
2021502630.tif 000022
における信号切断は、異なるネットワーク・トポロジにおいて異なる場合がある。
【００７７】
例えば、図２７は、モノリシック・バックプレーン６１２を含む産業用制御ネットワーク６１０の一部分を示す。バックプレーン６１２は、単一の信号切断の場合にネットワーク冗長性を提供しながらバックプレーンに沿ってネットワーク・データを伝送するイーサネット（登録商標）・リング・ネットワーク・トポロジの一部分を画定する。
【００７８】
バックプレーンは、バックプレーンとＰＬＣ（図示せず）とバックプレーン上の機能モジュール電気コネクタ（図示せず）に取り付けられたいくつかの機能モジュール６１４との間でデータを通信するヘッド・モジュール６１２を担持する。機能モジュールは、リング・ネットワークとのデータの読み取り及び／又は書き込みをする。端部モジュール６１６、６１８は、バックプレーンの両端部におけるリング・トポロジを閉じる。
【００７９】
バックプレーン６１２及び端部モジュール６１６、６１８は、それぞれ独立してヘッド・モジュール６１２と機能モジュール６１４との間でデータを伝送することができるリングの対
【数２１】
2021502630.tif 000023
及び
【数２２】
2021502630.tif 000024
からなるリング・ネットワーク信号経路
【数２３】
2021502630.tif 000025
を協調的に画定する。バックプレーン６１２は、端部モジュールによって閉じられるリング
【数２４】
2021502630.tif 000026
及び
【数２５】
2021502630.tif 000027
のそれぞれの２つの面を担持する。
【００８０】
単一の機能モジュール６１４が取り外された場合、取り外しによって生じた信号切断は、図２８に示すようにリング
【数２６】
2021502630.tif 000028
及び
【数２７】
2021502630.tif 000029
を開く。信号切断に隣接した機能モジュールにおけるイーサネット（登録商標）・スイッチ６２０が、ヘッド・モジュール６１２と付属機能モジュールとの間で信号経路の連続性を維持するために一方のリングから他方のリングにデータを転送することができる。
【００８１】
しかし、図２９に示すように、機能モジュール６１４の対が付属モジュール６１４ａの相対向する側から取り外された場合、信号経路
【数２８】
2021502630.tif 000030
は、付属機能モジュール６１４ａの両側で切断される。機能モジュール６１４ａは、ネットワークに沿って取り残され、ヘッド・モジュール６１０及び他方の機能モジュール６１４と通信する能力を失う。
【００８２】
図２１は、図２５〜２７に示す種類の２つのリング・イーサネット（登録商標）・ネットワークを画定するモジュラー・バックプレーンの一部を形成するように意図されたバックプレーン・モジュールの印刷回路板１２０を概略的に示す。バックプレーン・モジュールは、バックプレーン・モジュール１１０又はバックプレーン・モジュール１１０ａのバックプレーン・スイッチ組立品と同一であるが、印刷回路板によって担持されるリング部分に沿って信号の連続性を維持するように意図されたバックプレーン・スイッチ組立品１５０を含む。図面を簡単にするために、印刷回路板１２０上のバックプレーン・スイッチ組立品の一部分だけを図に示す。
【００８３】
バックプレーン・モジュール１１０ｂは、バックプレーン・モジュール１１０、１１０ａと同様であるが、図２５〜２７に示す、２つのリングのイーサネット（登録商標）・ネットワーク信号経路
【数２９】
2021502630.tif 000031
の一部を画定し、形成するように意図される。印刷回路板１１２によって担持されるリング
【数３０】
2021502630.tif 000032
及び
【数３１】
2021502630.tif 000033
の一部分は、従来の４線式イーサネット（登録商標）・ケーブルの４つの線に対応する導電性経路
【数３２】
2021502630.tif 000034
、
【数３３】
2021502630.tif 000035
、
【数３４】
2021502630.tif 000036
、
【数３５】
2021502630.tif 000037
によって画定される。
【００８４】
機能モジュール３１０が機能モジュール電気コネクタ１１４に取り付けられていないとき、バックプレーン・スイッチ組立品１５０は、リングＲ１、Ｒ２を閉じ、機能モジュールの不在によって生じた両方のリングにおける切断にわたって信号の連続性を維持する。機能モジュールが機能モジュール電気コネクタに取り付けられているとき、バックプレーン・スイッチ組立品が開き、リングＲ１、Ｒ２が付属機能モジュール中を延びる。
【００８５】
上記に説明した各電気接点１６４は、印刷回路板上の接点端子１５６、１５８の対との接続を確立し又は切断する接点ノーズ１６８の対を有する。代替電気接点構造を図２２に示す。電気接点１６４と同様の電気接点１６４’は、印刷回路板に恒久的に取り付けられた一方のアームばねアームと、接点ノーズ１６８を有するフリー・アームである他方のばねアームとを有する。接点ノーズ１６８は、電気接点に関連付けられたバイパス・スイッチ回路を開閉するために印刷回路板上の単一の接点端子との接触を確立し又は切断する。接点ノーズ１６８は、図に示すように、空動きを用いて設計することもできる。
【００８６】
可能な実施例におけるアクチュエータ１８２が、複数のアクチュエータ部材を装備する。図２３は、金属板からの単一の打抜き加工から形成されるアクチュエータ部材１８２’に一体に取り付けられた電気接点１６４を示す。多接点バイパス・スイッチ組立品の各電気接点１６４が、この実施例において、それぞれのアクチュエータ部材１８２’に一体に取り付けられ、複数のアクチュエータ部材がアクチュエータを形成する。図示する実施例において、圧縮ばね１７６’（図２３に仮想線を用いて簡略化された形で描かれている）が、アクチュエータ部材１８２’を囲み、トップ・カバー１４４とアクチュエータ部材の拡大された上端との間に取り込まれる。ばねは電気接点をその閉位置に向かって付勢する。
【００８７】
機能モジュール３１０は、モジュール中を信号ストリーム
【数３６】
2021502630.tif 000038
に通過させるように意図される。しかし、「ヌル・モジュール」を実施例のバックプレーン・モジュール１１０、１１０ａ、又は１１０ｂのいずれかに取り付けることもできる。ヌル・モジュールは、機能モジュール電気コネクタ１１４との電気的接続を構成することなく、機能モジュール電気コネクタ１１４又は筐体レセプタクル１４８と機械的に嵌合する。ヌル・モジュールは、アクチュエータ１８２と係合する構造体を含まず、したがって、ヌル・モジュールを取り付けても、バイパス回路１５２は開かない。ヌル・モジュールは、バイパス回路が閉じたままであるとき、筐体レセプタクル１４８の保護カバーとして使用することができ、又は何らかの他の目的に使用することができる。
【００８８】
バイパス・スイッチ組立品の他の実施例は、バックプレーン・モジュールによって搬送される信号の種類に必要な導電性経路に応じ、多かれ少なかれ、導体パッドの対を含むことができ、導体パッドの配置は、図示する実施例に示すものと異なることができる。
【００８９】
２つ以上の電気接点を有するバイパス・スイッチ組立品の電気接点が相互に同一であることは必要ではない。例えば、電気接点の一方が高周波データ信号を伝送する場合、その一方の電気接点は、接点中を伝送されるデータ信号の減衰を最小限に抑えるように意図された特徴を有することができ、他方の電気接点は、そのような特徴を含まない。
【００９０】
本開示は、詳細に説明した１つ又は複数の例示的な実施例を含むが、１つ又は複数の実施例はそれぞれが修正できること、及び本開示の範囲は、本明細書に示した精密な詳細に限定されないが、材料の選定、サイズ、動作範囲（接点部材の移動及び空動きなど）、導体パッドの使用の環境、数及び配置、及びモノリシック対モジュラー・バックプレーン構造などの変更、並びに以下の特許請求の範囲内に収まる変更及び改変を含む（がそれに限定されない）、当業者には明らかであるはずの修正を含むことが理解される。
【図１】
2021502630.tif 000039
【図２】
2021502630.tif 000040
【図３】
2021502630.tif 000041
【図４】
2021502630.tif 000042
【図５】
2021502630.tif 000043
【図６】
2021502630.tif 000044
【図７】
2021502630.tif 000045
【図８】
2021502630.tif 000046
【図９】
2021502630.tif 000047
【図１０】
2021502630.tif 000048
【図１１】
2021502630.tif 000049
【図１２】
2021502630.tif 000050
【図１３】
2021502630.tif 000051
【図１４】
2021502630.tif 000052
【図１５】
2021502630.tif 000053
【図１６】
2021502630.tif 000054
【図１７】
2021502630.tif 000055
【図１８】
2021502630.tif 000056
【図１９】
2021502630.tif 000057
【図２０】
2021502630.tif 000058
【図２１】
2021502630.tif 000059
【図２２】
2021502630.tif 000060
【図２３】
2021502630.tif 000061
【図２４】
2021502630.tif 000062
【図２５】
2021502630.tif 000063
【図２６】
2021502630.tif 000064
【図２７】
2021502630.tif 000065
【図２８】
2021502630.tif 000066
【図２９】
2021502630.tif 000067
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月27日(2020.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの信号経路に沿ってデータを伝送するためのバックプレーン又はバックプレーン・モジュールであって、機能モジュールを前記信号経路に接続するための前記バックプレーン又はバックプレーン・モジュールに前記機能モジュールを取り付けるように構成される種類のバックプレーン又はバックプレーン・モジュールであって、
印刷回路板と、機能モジュールに電気的に及び機械的に取り外し可能に接続することができる機能モジュール電気コネクタであって、それらの間で電気的接続を確立するための機能モジュール電気コネクタと、バイパス回路組立品とを備え、
前記印刷回路板が、第１の面と、前記印刷回路板の厚さだけ前記第１の面から分離された対向する第２の面と、導電性ネットワーク信号経路とを備え、
前記機能モジュール電気コネクタが、前記印刷回路板の前記第１の面に取り付けられ、前記印刷回路板の前記ネットワーク信号経路に直列の導電性信号経路を備え、前記信号経路が、機能モジュールが前記機能モジュール電気コネクタに何も接続されていないとき、前記ネットワーク信号経路の第１の部分と第２の部分との間に配設される開部分を有し、
前記バイパス回路組立品が、バイパス回路と、電気接点を備える機械的に作動されるバイパス回路スイッチと、アクチュエータとを備え、
前記バイパス回路が、前記印刷回路板の一部分を形成し、前記バイパス回路が、導電性バイパス信号経路と、電気端子の第１及び第２の組とを備え、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記第１の部分と前記第２の部分との間に直列に接続され、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記開部分にわたって並列に延び、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記第１の部分に接続された第１の部分と、前記ネットワーク信号経路の前記第２の部分に接続された第２の部分と、前記バイパス信号経路の前記第１の部分と前記第２の部分との間に配設される開部分とを備え、
前記バイパス信号経路の前記第１の部分が、電気端子の前記第１の組を備え、前記バイパス信号経路の前記第２の部分が、電気端子の前記第２の組を備え、電気端子の前記第１及び第２の組が、相互に電気的導通状態ではなく、
前記電気接点が、離隔された閉位置と開位置との間で前記印刷回路板に対して可動であり、前記電気接点が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、前記バイパス回路の電気端子の前記第１及び第２の組のうちの少なくとも１つと係合し、前記バイパス信号経路を閉じ、前記電気接点が、前記電気接点が前記開位置にあるとき、前記バイパス回路の電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離隔され、前記少なくとも１つと係合せず、
前記アクチュエータが、前記電気接点に接続され、前記電気接点と連動して可動であり、前記アクチュエータが、前記印刷回路板の前記第１の面から離れて、前記印刷回路板の前記第１の面上に配設される前記アクチュエータの自由端に延び、前記自由端が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、前記印刷回路板から離間され、前記アクチュエータの前記自由端に加えた力が、前記電気接点が前記閉位置にあり、前記アクチュエータの前記自由端を前記印刷回路板に向かって付勢するとき、前記電気接点を前記電気接点の前記開位置に向かってまた付勢する、バックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２】
前記バイパス回路スイッチが、前記電気接点を保持する接点ホルダを備え、前記接点ホルダが、電気絶縁体製であり、前記アクチュエータが、前記接点ホルダに堅く取り付けられる、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項３】
前記電気接点が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つと係合するそれぞれの接点ノーズを備え、前記閉位置から前記開位置に移動してから各それぞれの接点ノーズが電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離脱するとき、前記電気接点が空動き距離だけ移動する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項４】
機能モジュールを前記機能モジュール電気コネクタに取り付けたとき、前記電気接点が電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離脱した後に、前記機能モジュールが、前記機能モジュール電気コネクタと電気的に接続し、前記機能モジュールを前記機能モジュール電気コネクタから切り離したとき、前記機能モジュールが、前記機能モジュール電気コネクタから電気的に切断してから、前記電気接点が電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つと係合する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項５】
前記電気接点が、開位置と閉位置との間で移動するとき、前記印刷回路板に対して並進移動する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項６】
前記電気接点が、開位置と閉位置との間で移動するとき、前記印刷回路板に対して固定された軸を中心として旋回する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項７】
前記ネットワーク信号経路が、各々が独立して電力及び／又はデータを伝送する複数の導体を備え、前記第１及び第２のバイパス信号経路の部分がそれぞれ、前記ネットワーク信号経路の対応する導体に接続された複数の導体を備え、電気端子の前記第１及び第２の組がそれぞれ、複数の電気端子を備え、各電気端子が、前記信号バイパス信号経路の部分のそれぞれの導体に接続され、前記バイパス回路スイッチが、１つ又は複数の追加の電気接点を備え、各電気接点が、前記バイパス回路スイッチの部分の電気導体のそれぞれの対に関連付けられ、電気導体の前記関連付けられた対に接続された電気端子の前記第１の組及び前記第２の組の対のうちの少なくとも一方と係合可能及びそれから離脱可能である、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項８】
前記バイパス・スイッチ組立品が、前記電気接点と、１つ又は複数の追加の電気接点とを備える、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項９】
前記バイパス・スイッチ組立品が、複数の電気接点を備え、前記アクチュエータが、複数のアクチュエータ部材を備え、各アクチュエータ部材が、前記複数の電気接点のそれぞれの電気接点に接続される、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１０】
前記電気接点が、電気端子の前記第１の組及び電気端子の前記第２の組の両方と係合可能及びそれらの両方から離脱可能である、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【手続補正書】
【提出日】令和2年10月5日(2020.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの信号経路に沿ってデータを伝送するためのバックプレーン又はバックプレーン・モジュールであって、機能モジュールを前記信号経路に接続するための前記バックプレーン又はバックプレーン・モジュールに前記機能モジュールを取り付けるように構成される種類のバックプレーン又はバックプレーン・モジュールであって、
印刷回路板と、機能モジュールに電気的に及び機械的に取り外し可能に接続することができる機能モジュール電気コネクタであって、それらの間で電気的接続を確立するための機能モジュール電気コネクタと、バイパス・スイッチ組立品とを備え、
前記印刷回路板が、第１の面と、前記印刷回路板の厚さだけ前記第１の面から分離された対向する第２の面と、導電性ネットワーク信号経路とを備え、
前記機能モジュール電気コネクタが、前記印刷回路板の前記第１の面に取り付けられ、前記印刷回路板の前記ネットワーク信号経路に直列の導電性信号経路を備え、前記信号経路が、機能モジュールが前記機能モジュール電気コネクタに何も接続されていないとき、前記ネットワーク信号経路の第１の部分と第２の部分との間に配設される開部分を有し、
前記バイパス・スイッチ組立品が、バイパス回路と、電気接点及びアクチュエータを備える機械動作するスイッチ組立品とを備え、
前記バイパス回路が、前記印刷回路板の一部分を形成し、前記バイパス回路が、導電性バイパス信号経路と、電気端子の第１及び第２の組とを備え、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記第１の部分と前記第２の部分との間に直列に接続され、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記開部分にわたって並列に延び、前記バイパス信号経路が、前記ネットワーク信号経路の前記第１の部分に接続された第１の部分と、前記ネットワーク信号経路の前記第２の部分に接続された第２の部分と、前記バイパス信号経路の前記第１の部分と前記第２の部分との間に配設される開部分とを備え、
前記バイパス信号経路の前記第１の部分が、電気端子の前記第１の組を備え、前記バイパス信号経路の前記第２の部分が、電気端子の前記第２の組を備え、電気端子の前記第１及び第２の組が、相互に電気的導通状態ではなく、
前記電気接点が、離隔された閉位置と開位置との間で前記印刷回路板に対して可動であり、前記電気接点が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、前記バイパス回路の電気端子の前記第１及び第２の組のうちの少なくとも１つと係合し、前記バイパス信号経路を閉じ、前記電気接点が、前記電気接点が前記開位置にあるとき、前記バイパス回路の電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離隔され、前記少なくとも１つと係合せず、
前記アクチュエータが、前記電気接点に接続され、前記電気接点と連動して可動であり、前記アクチュエータが、前記印刷回路板の前記第１の面から離れて、前記印刷回路板の前記第１の面上に配設される前記アクチュエータの自由端に延び、前記自由端が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、前記印刷回路板から離間され、前記アクチュエータの前記自由端に加えた力が、前記電気接点が前記閉位置にあり、前記アクチュエータの前記自由端を前記印刷回路板に向かって付勢するとき、前記電気接点を前記電気接点の前記開位置に向かってまた付勢する、バックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項２】
前記機械動作するスイッチ組立品が、前記電気接点を保持する接点ホルダを備え、前記接点ホルダが、電気絶縁体製であり、前記アクチュエータが、前記接点ホルダに堅く取り付けられる、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項３】
前記電気接点が、前記電気接点が前記閉位置にあるとき、電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つと係合するそれぞれの接点ノーズを備え、前記閉位置から前記開位置に移動してから各それぞれの接点ノーズが電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離脱するとき、前記電気接点が空動き距離だけ移動する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項４】
機能モジュールを前記機能モジュール電気コネクタに取り付けたとき、各それぞれの接点ノーズが電気端子の前記第１及び第２の組のうちの前記少なくとも１つから離脱する前に、前記機能モジュールが、前記機能モジュール電気コネクタと電気的に接続する、請求項３に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項５】
前記電気接点が、開位置と閉位置との間で移動するとき、前記印刷回路板に対して並進移動する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項６】
前記電気接点が、開位置と閉位置との間で移動するとき、軸を中心として旋回する、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項７】
前記ネットワーク信号経路が、各々が独立して電力及び／又はデータを伝送する複数の導体を備え、前記第１及び第２のバイパス信号経路の部分がそれぞれ、前記ネットワーク信号経路の対応する導体に接続された複数の導体を備え、電気端子の前記第１及び第２の組がそれぞれ、複数の電気端子を備え、各電気端子が、前記バイパス信号経路の部分のそれぞれの導体に接続され、前記バイパス回路スイッチが、１つ又は複数の追加の電気接点を備え、各電気接点が、前記バイパス回路スイッチの部分の電気導体のそれぞれの対に関連付けられ、電気導体の前記関連付けられた対に接続された電気端子の前記第１の組及び前記第２の組の対のうちの少なくとも一方と係合可能及びそれから離脱可能である、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項８】
前記機械動作するスイッチ組立品が、前記電気接点と、１つ又は複数の追加の電気接点とを備える、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項９】
前記機械動作するスイッチ組立品が、複数の電気接点を備え、前記アクチュエータが、複数のアクチュエータ部材を備え、各アクチュエータ部材が、前記複数の電気接点のそれぞれの電気接点に接続される、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【請求項１０】
前記電気接点が、電気端子の前記第１の組及び電気端子の前記第２の組の両方と係合可能及びそれらの両方から離脱可能である、請求項１に記載のバックプレーン又はバックプレーン・モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
バイパス回路は、印刷回路板１１２上に形成され、バイパス回路のそれぞれの開端に配置された露出接点端子１５６、１５８の組を含む。接点端子１５６、１５８は、機能モジュール電気コネクタ１１４から印刷回路板の底面１６０上に配置され、筐体１２０の内側に配設される。機械的に動作されるスイッチ組立品１５４は、やはり筐体の内側に配置され、バイパス回路を開閉するように動作する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
機械的に動作されるスイッチ組立品１５４は、それぞれの導電性経路１５２を開閉するために各スイッチが導体パッド１５６、１５８のそれぞれの対に関連付けられた、４つのスイッチ（以下に、より詳細に説明する）を含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
図９〜１１は、機能モジュール３１０がバックプレーン・モジュール１１０に動作可能に取り付けられたバックプレーン・モジュール１１０を示す。機能モジュールは、バックプレーン・モジュールの機能モジュール電気コネクタ１１４に相互接続するバックプレーン電気コネクタ３１２を含む。図面を簡単にするために、バックプレーン電気コネクタ以外の機能モジュールの電子構成部品は省略される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2021502630.tif 000068
【国際調査報告】
2021502630.tif 000069
2021502630.tif 000070