专利名称：连接机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将冷却设备安装到待冷却元件上的连接机构。更具体地说，本发明涉及一种连接机构，它包括一具有合页的板以及一可铰接安装的闩组件，所述闩组件用于将板所支撑的冷却设备与待冷却的元件连接在一起。
背景技术：
众所周知，在电子领域中，使散热片和电子设备接触，从而电子设备操作期间所产生的废热被传送到散热器上，因此使电子设备冷却。对于诸如微处理器(μP)、数字信号处理器(DSP)和专用集成电路(ASIC)的高时钟脉冲速度电子设备来说，这些设备所产生的废热数量和操作温度直接与时钟脉冲速度成正比。因此时钟脉冲速度越高，所产生的废热数量越多，反过来又增加了设备的操作温度。然而设备的有效操作要求有效地传送废热。
散热设备作为一种较好的装置得到广泛的应用，它可以用来将废热从上述类型的电子设备中排出。在通常的使用中，待冷却的元件被一个安装在PC板上的连接器所支撑。利用散热器从元件的有效散热在很大程度上取决于散热器和元件之间的热接触以及散热器和元件之间的接触压力。理想情况是，一种诸如夹具的连接没备对散热器进行定位，从而和元件接触的散热器表面基本上是平的，散热器和元件之间的接触压力作用在该元件上对中的负载轴线上。
然而现有的将散热器安装在元件上的夹具具有几个缺陷。首先，许多现有的夹具由诸如弹簧钢或不锈钢等原材料制成。这种最终被选择的原材料必须经历冲压和成形操作。所选择材料的弹性系数必须很低，所选择材料的硬度也必须很低，从而在用于制造夹具的冲压步骤和成形步骤中，可以对所选择的材料先后进行冲压和成形，以形成夹具。如果所选择材料的弹性系数和硬度都非常高，将很难冲压和成形。此外，用于冲压和成形的模具寿命将被降低。
第二，在制造过程中，上述材料的弹性系数不能保持恒定。引起弹性系数变化的几种因素包括原材料尺寸的变化；后加工处理阶段的变化；制造夹具所使用的合金中的组成成分的不同。由于使用夹具的目的是向散热器和元件施加负载，从而能够有效地将热量从该元件传送到散热器。上述变化的结果是，不同批次的原材料和/或不同处理工序导致夹具所产生的负载特性发生变化。
第三，夹具另一种与弹性系数有关的特性是回弹特征。如果夹具由具有高回弹特性的材料制成，在夹具上更难形成和获得所需要的轮廓，因为形成所述轮廓需要一定数量的回弹补偿。高回弹特性的另一个结果是，难以获得具有所希望尺寸精度的夹具。
第四，夹具的负载中心取决于每个夹具臂的尺寸精度。然而由于上述回弹特性，夹具臂的长度将发生变化，这将导致负载中心偏离理想位置。因此由于散热器和元件之间的接触热阻增加，负载中心将不能作用在所要求的点上。接触热阻越大，利用散热器排出废热的效率就越低。
第五，为了对夹具材料的回弹特性进行补偿，在一些情况下，在成形工序中选择较软的材料。成形之后，对上述较软的材料进行热处理，使材料硬化。然而在热处理期间，材料发生变形，如上所述那样，负载中心偏移。
第六，现有夹具的另一种缺点是难以安装和拆卸。例如为了安装现有夹具，在插入期间，所述夹具臂上的闩部必须倾斜，然后再向后推闩部，使所述闩部和支撑待冷却元件的连接器上的接头片等类似部分连接。另一方面，为了拆卸现有夹具，经常需要一种特殊的工具使夹具上的柄部倾斜，从而使所述闩部和连接器脱离连接。在一些情况下，所述柄部很小，使用特殊的工具也难以拆卸夹具，利用手就更难甚至不可能拆卸夹具。
最后，所设计的能够向由诸如钢板制造的现有夹具施加的总负载力大约是25磅。为了施加更大的力，要么增加材料的厚度，或者增加材料的硬度，从而引起弹性系数增大，导致更大的负载力。然而，增加材料的厚度和/或弹性系数导致该材料极难冲压和成形，同时也降低模具寿命。
因此需要一种由这样材料制成的连接设备，能够不依靠上述弹性系数和材料硬度，消除由于材料性质变化或形成材料所使用工序的变化而引起的弹性系数的变化，并减少负载特性的变化。需要这样一种连接设备，能够减少对材料回弹特性的依靠，消除了由于回弹特性而引起的难以制造夹具的情况。此外，需要一种能够提供准确负载中心的连接设备，所述设备的负载中心不会由于上述夹具臂长度变化和/或对较软材料进行热处理而导致的回弹特性的变化而偏移。也需要一种无需增加材料厚度或材料硬度就能施加更高负载力的连接设备，因此，无需施加更高的负载力用于补偿高弹性系数，并且在不降低模具寿命的前提下，获得更高的负载力。最后，需要一种无需使用特殊工具就能轻易地安装和拆卸的连接设备，甚至使用手就能安装和拆卸。
发明概述本发明的连接机构解决了上述问题。通过使用板，解决了使用诸如具有低弹簧系数和低硬度的钢或不锈钢的冲压和可变性材料所引起的问题。板可以由诸如金属的刚性材料制成。可以通过浇铸、注塑和锻造等方法制成。
此外，通过使用刚性材料制造板，解决了与弹簧系数变化以及其引起的弹簧夹具负载特性变化有关的问题，从而提供恒定的负载特性。由在制造期间施加在板上的加工步骤所引起的弹簧系数的变化基本上不影响板。此外使用一种闩组件，它包括在冷却设备和待冷却元件之间提供恒定负载的弹簧。根据弹簧尺寸确定负载力，选择的负载力很容易超过现有弹簧夹具的限额25.0镑。
本发明的连接机构也解决了现有夹具的回弹特性所引起的问题，因为使用板和闩组件取消了形成夹具轮廓的需求，不必要求夹具形状具有精确尺寸，不必在用于形成夹具轮廓的工具上提供回弹补偿。此外，通过使用板，也消除了由于弹簧轮廓不精确所导致的现有夹具的负载中心偏移的现象。
板也解决了与由较软材料制成的现有夹具的热处理所导致的负载中心偏移有关的问题。在闩组件内使用弹簧解决了与使用具有更高弹簧系数的较厚材料有关的问题，能够获得更大的负载力。
利用本发明的连接机构，通过利用合页和铰接安装的闩组件，使用手就能安装和拆卸本发明的连接机构，不必使用特殊的工具完成安装和拆卸，解决了与现有夹具的安装和拆卸有关的困难。
本发明广泛地涉及一种用于将诸如散热器等的冷却设备与待冷却的元件连接在一起的连接机构。所述元件由连接器支撑，所述连接机构包括一合页以及被铰接地安装的闩组件，所述闩组件可拆卸地与连接器相连。
所述连接机构包括一板，它包括安装表面、底面、一孔、一闩槽和一合页槽。所述孔、合页孔以及闩槽贯穿所述安装表面和底面。所述孔用于连接冷却设备。所述连接机构也包括分别插入所述合页槽和闩槽的合页和闩组件。
所述合页包括用于阻止合页完全插入合页槽的凸缘以及合页部分，所述合页部分上具有一开口。该开口用于可拆卸地和连接器铰接。
闩组件包括一其上具有槽的柄部、位于所述槽内的保持器、多个斜卸荷轮廓以及一具有闩面的闩部，所述闩面用于可拆卸地和连接器闩接，所述闩部具有一形成在其上的保持开口，一用于插入该保持开口的止动件。一弹簧定位器被可移动地安置在所述槽内。所述弹簧定位器包括向外延伸出弹簧面的弹簧导杆以及一向外延伸出槽面的槽导向器。弹簧与保持器和弹簧导杆相连，用于在冷却设备和元件之间施加负载力。
所述闩组件位于闩槽内，闩部的保持开口位于底面下方，槽导向物位于闩槽内，槽面与安装表面接触。由于弹簧导杆在槽内可以移动，闩组件的插入迫使弹簧导杆向保持器运动，压缩弹簧。所述止动件位于保持开口内，保持弹簧处于压缩状态，阻止闩组件被压缩弹簧所施加的力拔出闩槽，从而将闩组件保持在闩槽内。
迫使闩组件向下进入闩槽，使斜卸荷轮廓与安装表面和底面对正，从而施加到柄部的驱动力使闩组件在闩槽内径向地电倾斜(也就是径向地转动)，从而使闩面和连接器闩接或脱离闩接。
在本发明的一个实施例中，闩组件的柄部包括一可以被用户手抓住的手柄，从而闩组件可以轻易地使闩面和连接器闩接或脱离闩接。
在本发明的另一个实施例中，合页上的凸缘与安装表面接触并骑跨在合页槽上，以阻止合页完全插入合页槽。
在本发明的一个实施例中，使合叶部分上的开口轮廓匹配连接器上的对应形状。同样，在本发明的另一个实施例中，选择闩面使它与连接器上的对应形状匹配。
通过下文结合示意性显示发明原理的附图对本发明优选实施例所进行的介绍，本发明的其它方面和优点将变得更加清楚。
附图简介
图1是符合本发明的连接机构的斜视图；图2是连接器的斜视图；图3a和3b是符合本发明的闩组件的横截面视图；图4a～4c分别是包括符合本发明手柄的闩组件的前视图、侧视图和斜视图；图5a～5b分别是符合本发明的包括手柄的闩组件的前视图、侧视图；图6a～6b类似于图5a～5b，但是所示闩组件包括符合本发明的弹簧定位器、弹簧和止动件；图7a～7d分别是符合本发明的弹簧定位器侧视图、俯视图和斜视图；图8a～8d分别是符合本发明的合页的前视图和侧视图；图9a～9b显示了将合页插入符合本发明的板上的合页槽内；图10a～10e分别是符合本发明的板的俯视图、侧视图、仰视图和斜视图；图11a～11b分别是符合本发明的螺旋弹簧的俯视图和侧视图；图12是冷却设备底部的斜视图；图13是图12所示底部的仰视平面图，所述底部被固定连接到符合本发明的板的孔内；图14a和14b显示了闩组件在符合本发明的闩槽内的径向运动；图15a～15d分别是连接器的俯视图、侧视图和端视图；图16是一个显示了与支撑有元件的连接器连接后的符合本发明的连接机构的侧视图；图17和18显示了符合本发明的使合页孔与连接器铰接的过程；图19～21显示了符合本发明的驱动闩组件使闩面与连接器闩接的过程。
优选实施例介绍在下文介绍中，用相同的附图标记代表不同附图中的相同元件。
如用于说明的图所示，本发明涉及一种用于将冷却设备和被连接器所支撑的元件进行连接的连接机构。冷却设备和元件之间的接触提供了传热路径，用于将元件内的废热从元件传送到冷却设备。
所述连接机构包括具有安装表面、底面、孔、合页槽、闩槽的板。所述孔、合页槽、闩槽从所述安装表面贯穿到所述底面。所述孔用于和冷却设备进行连接。所述连接机构也包括分别被插入合页槽和闩槽的合页和闩组件。
所述合页包括其上具有开口的合页底部。所述开口用于可拆卸地与连接器铰接。当合页插入合页槽时，凸缘和所述安装表面接触，阻止合页完全插入合页槽内。
所述闩组件包括其上具有开口的柄部；位于槽内的保持器；多个斜卸荷轮廓；具有闩面的柄部，用于可拆卸地与连接器闩接；形成在闩部的保持开口；插入所述保持开口内的止动件；被可运动地安置在所述槽内的弹簧定位器；和一弹簧。
所述弹簧定位器包括一向外延伸出弹簧面的弹簧导杆以及一向外延伸出槽面的槽导向器。弹簧与保持器和弹簧导杆相连，用于在冷却设备和元件之间施加负载力。
所述闩组件位于闩槽内，闩部的保持开口位于底面下方，槽导向物位于闩槽内，槽面与安装表面接触。由于弹簧导杆在槽内可以移动，闩组件的插入迫使弹簧导杆向保持器运动，压缩弹簧。所述止动件位于保持开口内，保持弹簧处于压缩状态，阻止闩组件被压缩弹簧所施加的力拔出闩槽，从而利用处于压缩状态的弹簧将闩组件保持在闩槽内。
迫使闩组件向下进入闩槽，使斜卸荷轮廓与安装表面和底面对正，从而施加到柄部的驱动力使闩组件在闩槽内径向地倾斜(也就是径向地转动)，从而使闩面和连接器闩接或脱离闩接。
板消除了上述的与现有弹簧夹具有关的问题，例如回弹、低弹簧系数、低硬度和负载特性的变化。通过使用弹簧提供一恒定的弹簧系数，闩组件解决了上述与弹簧系数变化和负载限额有关的问题。通过选择具有适合特性的弹簧，例如弹簧长度、弹簧直径等，负载力可以适应特殊的应用。可以用手驱动闩组件，使连接机构与连接器闩接或脱离闩接。因此与现有夹具不同，无需使用工具安装和拆卸连接机构。
在图1中，连接机构10包括具有安装表面13和底面15的板11，与板11相连的合页20、与板11相连的闩组件31。在图10a～10e中，板11包括合页槽12、闩槽14和孔17。如图10c和10e所示，孔17、合页槽12和闩槽14贯穿安装表面13和底面15。最好安装表面13和底面15彼此相背，从而它们彼此平行。
如图10a所示，合页槽12和闩槽14可以在板11上对称分布，或如图10b、10d和10e所示，合页槽12和闩槽14可以在板11上非对称分布。所述对称和非对称都是相对于相对于中心对称线AA的。由于板11具有矩形形状，从而选择中心对称线AA。板11的形状并不局限于矩形。
板11可以由不同材料制成，包括但不局限于金属、金属合金、塑料、复合材料和陶瓷材料。最好板11由诸如金属或金属合金的刚性材料制成。例如板11可以由铝(Al)、钢、铝合金或钢合金、或类似聚碳酸脂的坚固树脂或Altem制成。根据用途选择板11的材料。由于金属刚性好，可以选择金属。此外，针对诸如钢或不锈钢的高成本金属，可以选择低成本的铝。可以使用诸如冲压、压铸、模锻和机加工的制造工艺制造板11。例如如果选择塑料材料，则采用注塑和机加工方法制造板11。
孔17被用于和冷却设备相连。孔17仅仅和冷却设备的底部相连。例如在图12和13中，冷却设备100包括从底部102向外延伸的圆柱形底103。所述底103包括一对相背的平面101、和待冷却元件(未示)接触的接触面107、以及一位于接触面107下方的平台105。将底103插入孔17(也时圆柱形的)，从而底103和孔17接触。最好，将底103插入孔17后，底部102和安装表面13接触(在仰视图13中用虚线圆102a表示)。
最好通过孔17与底103之间的压配合，如虚线箭头P所示，将冷却设备100和板11固定地连接在一起。通过合理选择孔17的内径与底103底外径，可以实现所述压配合P。例如孔17的内径公差选择为H7，底103的外径公差选择为p6，就能实现所述压配合P。
例如，孔17内径公差40H7意味着孔17的内径大小应该在40.00～40.02毫米范围内。同样，底103外径公差40p6意味着底103的外径应该在40.02～40.04毫米范围内。因此公差40H7和40p6将在孔17和底103外径之间形成过盈配合。
在本发明的一个实施例中，通过压接(crimp)底103，克服了孔17和底103之间的制造变化，防止由此引起底压配合P失效。所述压接工序扩大了平台105的表面104，从而平台105上的材料流动到底表面15上，从而将冷却设备100固定地和板11连接到一起。可以一起使用压接面104和压配合P，以确保冷却设备100被保持在板11上。
最好冷却设备100可以包括从接触面107向外延伸的保护部分109。在散热器领域众所周知，一种热界面材料(TIM)(未示)可以被布置在接触表面107上的保护部分109之间。该TIM被布置在接触面107和待冷却元件之间。该TIM封闭了接触面107上的空隙、气隙等。该TIM可以改善导热性，增强将热量从元件传送到冷却设备100。诸如导热糊剂、润滑脂、薄膜或类似物质的材料可以被用作TIM。
在图8a～8d中，合页20包括凸缘21和合页部分23。合页部分23包括至少一个形成在其上的开口25(显示了两个)，所述开口25贯穿所述合页部分。所述开口25可以具有任何形状，如果使用多于一个开口，每个开口25不必具有相同形状或具有相同尺寸。如图8b和8d所示，凸缘21可以沿一个或多个方向从合页20向外延伸足够数量，以便阻止合页20完全插入合页槽12。
合页20可以由不同材料制成，包括但不局限于金属、金属合金、塑料、复合材料和陶瓷材料。例如合页20由铝(Al)、钢、铝合金或钢合金、或类似聚碳酸脂的坚固树脂或Altem制成。制造合页的工序包括但并不限于机加工、压铸、金属成形和喷射铸造法。为了降低成本并便于制造，最好选择塑料。
图9a和9b显示将合页20插入板11上的合页槽12内，合页部分23延伸到底面15之外，从而开口25位于底面15下方，凸缘21和安装表面13接触。在图9b中，凸缘21跨在合页槽12上，以阻止合页20完全插入合页槽12内。在图9a中，凸缘21具有足够尺寸，能够阻止合页20完全插入合页槽12。如俯视图10b中用虚线显示的那样(看附图标记21a)，凸缘21可以在所有侧边都跨在合页槽12上。
最好通过合页20和合页槽12之间的压配合(在图9a9b中用虚线箭头P表示)，将合页20保持在合页槽12内。通过使合页20的外径稍微大于合页槽12的内径，从而，当将合页20插入合页槽12内时，在合页20和合页槽12之间形成过盈配合，所述过盈配合将合页20保持在合页槽12内，实现上述压配合P。利用塑料材料制造合页20，也可以轻易地实现所述压配合P。例如，合页20在X和Y方向上的尺寸比合页槽12在X和Y方向上的尺寸大0.01～0.02毫米。
合页20和合页槽12可以具有任何形状，并不一定必须采用图示的矩形形状。例如，合页槽12可以是椭圆形，而合页20则具有与其相配合的椭圆形，使合页20可以插入并保持在合页槽12内。
同样的，开口25可以有一个与连接器80的外形相匹配的开口形状。例如在图8c和8d中，选择开口25的矩形形状使与图15a～15d内的连接器80上的开口形状相配合。通常，连接器80包括一合页接头81，该合页接头81的形状和开口25的形状匹配。合页接头81的形状并不一定完全和开口25的形状匹配。因此开口25的开口形状可以是一个部分矩形形状，还包括一些弧形部分(参考图15b和15d)，以便于合页和合页接头81铰接和脱离铰接。作为另一个示例，如果开口25的开口形状是圆形，合页接头81可以是一个与之相配的圆形。
在图3a和3b以及图4a～4c中，闩组件31包括柄部34和保持器33，所述柄部34上具有槽35，所述保持器33位于所述槽35内。柄部34包括多个斜卸荷形状32。最好所述斜卸荷形状32位于柄部34的两个相反的侧面上。闩组件31还包括一闩部36。闩部36包括一闩面37、一保持开口39和一适合于插入该保持开口39内的止动件51(参考图6a6b)。如图4a～4c所示，最好手柄38和柄部31相连。通过用手抓住手柄38(未示)，手柄38驱动闩组件31，使闩面37闩接连接器80，或和连接器80脱离闩接。
如上述合页20上的开口25那样，可以选择闩面37，使之与连接器80上的形状相匹配。例如在图3a和3b中，闩面37分别具有弧形轮廓和斜面形状。通常，连接器80将包括一闩接头83，该闩接头83的形状和闩面37匹配。所述闩接头83的形状无需完全和闩面37匹配(参考图16和21)。
在图5a、5b以及图6a和6b中，将止动件51插入闩部36上的保持开口39内(看虚线I)。将在下文介绍如何操作制动件51从而将闩组件31保持在闩槽14内。最好所述保持开口39贯穿闩部36，从而止动件51可以穿过保持开口39并从保持开口39两侧向外延伸。插入之后，止动件51的长度L应该大于闩槽14的尺寸DW或和/或DL(参考图10d)，从而不能从闩槽14内拔出闩组件31。虽然图示的保持开口39的形状是圆形，保持开口39也可以具有其它形状，止动件51可以具有与保持开口39相匹配的形状。例如保持开口39上可以具有螺纹，用于和带螺纹的止动件51啮合，或保持开口39具有光滑的形状，通过压配合、摩擦装配、焊接、胶水或粘结剂，将止动件51保持在保持开口39内。
止动件51可以是紧固件，包括但不限于螺栓、销、开口销、榫钉、螺钉、螺母和螺钉、铆钉。闩组件31可以由不同材料制成，包括但不局限于金属、金属合金、塑料、复合材料和陶瓷材料。例如闩组件31可以由铝(Al)、钢、铝合金或钢合金、或类似聚碳酸脂的坚固树脂或Altem制成。制造闩组件31的工序包括但并不限于机加工、压铸、金属成形和喷射铸造法。为了降低成本并便于制造，最好选择塑料制造闩组件。
在图7a～7d中，闩组件31还包括弹簧定位器40。该弹簧定位器40包括向外延伸出弹簧面41的弹簧导杆45以及向外延伸出槽面43的槽导向物47。所述弹簧面41和槽面43彼此相背。例如弹簧面41和槽面43可以是盘的两个相背面。弹簧定位器40可以包括相背的槽啮合部分42，所述相背的槽啮合部分42彼此平行彼此之间的距离是d1，比槽35的尺寸WS小(参考图5)。槽啮合部分42可以是被形成在图7c和7d所示盘的弯曲表面44上的平面。槽啮合部分42被装配在槽35内并允许弹簧定位器40在槽35内上下运动(看图6a中的箭头M)。
闩组件31也包括和保持器33以及弹簧导杆45相连的弹簧30(看图6a和6b)。弹簧30可以是卷簧、板簧、可以压缩橡胶材料或可压缩的聚氨酯。最好弹簧30是卷簧。如果弹簧30选用卷簧，保持器33和弹簧导杆45的外部尺寸可以分别是dK和dS(参考图5b和7c)，适合于装配在内径为idS的弹簧30两端30a和30b内(参考图11a以及图6a和6b)。最好这样选择所述外部尺寸(dK，dS)，从而保持器35和弹簧导杆45可以完全插入在弹簧30的内径idS内，从而柄部34和弹簧面41与弹簧30的两端30a、30b中的一端接触(参考图6a)。
闩组件31被设置在闩槽14内，保持开口39位于板11的底面15下方，槽导向物47位于闩槽14内。选择使导向物47的长度DL比闩槽14的尺寸DW小，从而当插入闩槽14内时，槽面43与安装表面接触，槽导向物47基本上和闩槽14对齐，从而相对于闩组件31和闩槽14建立弹簧轴线Z(参考图6a、6b和7)。最好弹簧轴线Z基本上垂直于安装表面和底面(13，15)。
闩组件31的插入导致弹簧定位器40在槽35内向上M运动，从而迫使弹簧导杆45趋向保持器33。因此，弹簧33被压缩。由于弹簧33被压缩，止动件51必须插入保持开口39内，以阻止压缩弹簧30所施加的迫使闩组件31从闩槽14中脱出。在图17中，止动件51被插入保持开口39内，与底面15接触，横跨闩槽14，以将闩组件31保持在闩槽14内。此外，止动件51将弹簧39保持在压缩状态下。
在图1中显示的连接机构10的板11上，合页20与闩组件31已经分别插入合页槽12和闩槽14中。然后如上所述，参考图12和3，将冷却设备100与孔17相连。
在图17中，连接机构10与冷却设备100在一起，所述冷却设备与连接机构的孔17相连，而且，连接器80支撑着元件200。通常将连接器80安装在诸如PC板等的基板300上。连接器80包括一开口87，通过该开口，所述元件与基板300电连接。用于将合页开口25与连接器80铰接的步骤包括使连接机构10相对于连接器80向上转动(参考虚线箭头U)，使开口25与连接器80上的接头片81对正，从而开口25可以插入铰接接头片81上。图81显示铰接接头片81已经插入合页部分的开口25内。
在图19中，使闩面37与连接器80上的闩接头片83闩接的步骤包括将闩组件31(参考虚线箭头Pd)向下压入闩槽14，以进一步压缩弹簧30，使斜卸荷轮廓32与安装表面13和底面15对齐(下文将结合图14a和14b详细地介绍)，向内(虚线箭头A1)施加驱动力，使柄部34铰接地向内转动，同时闩部36向外(参考虚线箭头R0)转动，从而闩面37将跳过闩接头片83。连接机构10然后沿向下的方向转动(参考虚线箭头D)，使闩面37进入与闩接头片83连接的位置。
在图20中，相对于连接器80设定连接机构10，实现闩面37和闩接头片83的连接(也就是闩接)。针对闩面37要被闩接的位置，闩组件31上的向下压力Pd被保持，以便使斜卸荷轮廓32和安装表面13和底面15对齐，同时沿向外方向(参考虚线箭头A0)驱动柄部34，使闩部36沿向内方向转动(参考虚线箭头R1)，使闩面37与闩接头片83闩接。
图21显示连接机构10已经被铰接和闩接在连接器80上，同时冷却设备100与元件200接触。如图21所示，仅仅冷却设备100的一部分需要与元件200接触，即冷却设备的底部103的接触表面107与元件200的表面部分207接触。
为了增强冷却设备100和元件200之间的热传送和/或封闭表面(107，207)上的微小空隙或裂缝，可以将一种上述的热界面材料(TIM)设置在表面(107，207)之间的界面上。底部103可以包括向接触表面107外延伸的倒角109(如图12所示)。在将连接机构10与连接器80闩接在一起之前，所述TIM可以被设置在表面(107，207)中的一个或两个表面上。
在图16中，当通过使闩面37与闩接头片87闩接而将连接机构10闩接到连接器80上之后，弹簧30被进一步地压缩，从而如箭头L所示，弹簧30在冷却设备100和元件200之间施加以负载力L。如上结合图17和18所述，由于闩组件31插入闩槽，弹簧30被压缩的超过预设压缩程度。负载力L的大小主要取决于弹簧30的特性。这些特性包括弹簧30的自由长度L0(参考图11b)、弹簧30的材料、柄部34上的槽35内的操作空间。与现有夹具相比，本发明的连接机构的一个优点是负载力L可以大于25磅。也可以使负载力L小于25磅。例如对于奔腾III处理器，负载力L的大小可以是15.0～18.0磅。对于奔腾4处理器，负载力L的大小可以是18.0～22.0磅。
例如在图11a和11b中，如果弹簧30的外径OdS是8.0毫米时，自由长度LS是18毫米时，如果弹簧30在槽35内被预压缩到15毫米时，当闩面37与闩接头片83闩接时，弹簧30被进一步压缩到13.5毫米，负载力L大约是40磅。更高的负载力降低了冷却设备100和元件200之间的接触热阻，导致热效率增加。
此外，在图19～21中，手柄38可以被用户的手(未示)抓住，以便向下推PD和激活(A1，A0)闩组件31。此外使闩组件31和连接器80脱离闩接的步骤与上述使闩组件31和连接器80闩接步骤相反，即将图17和18所述铰接步骤倒着执行。用户的手也可以用于使闩组件31与连接器80脱离闩接。例如为了使闩面37与闩接头片83脱离闩接，向下推闩组件31，从而压缩弹簧30，从而闩面37与闩接头片83脱离啮合。沿向内方向A1驱动柄部，使闩部36沿向外方向R0转动，从而闩面37跨过闩接头片83。
在图16中，通常的冷却设备500包括被连接在连接器80上的连接机构10，冷却设备100和连接机构10以及元件200接触。此外冷却设备100还包括一具有扇壳121的电扇120，所述扇壳121通过扇保持器130使用紧固件123与冷却设备100相连。通过两个或更多的电接头(未示)，扇120与电源相连。
与现有夹具相比，本发明连接机构的另一个优点是，板11为冷却设备100提供了刚性和稳定的平台。因此当合页20和闩组件31分别与连接器80上的接头片(81，83)相连时，可以预先选择合页槽12、闩槽14以及孔17的位置，以便和负载力L对齐，所述负载力在冷却设备100以及元件200上的负载中心是yy。负载力L和负载中心yy之间的对齐使负载力L沿着冷却设备100和元件200的中心。因此，冷却设备100和元件200之间的热阻被降低。
根据具体应用确定连接器80的形状和尺寸以及接头片(81，83)。例如接头片不必象图16那样位于同样的平面内。另一方面，在图15a～15d中，接头片(81，83)可以位于图15b中aa线所示的平面内。如上所述，合页槽12和闩槽14可以在板11上对称或不对称。在图15a和15c中，相对于cc线，接头片(81，83)并不对称。非对称关系可以确定板11上合页槽12和闩槽14的非对称位置。相反，如果接头片(81，83)相对于cc线对称，板11上的合页槽12和闩槽14也彼此对称。连接器80可以包括相反的上、下表面(82，84)、上表面82可以顺斜到升高部分89。连接器80除了接头片(81，83)之外的这些特征将确定合页20和闩组件31的尺寸，从而开口25和闩面37将分别和连接器80上的适合的接头片(81，83)匹配。连接机构10可以被设计成与诸如PGA370或PGA462的工业标准连接器匹配。另一方面，连接机构10可以被设计成与具有定制的接头片的定制的连接器匹配。
图14a和14b详细地显示了闩组件31在闩槽14的径向运动(也就是转动)。为了更详细地显示倾斜卸荷轮廓32的功能即允许闩组件31在闩槽14内铰接地运动的范围，没有显示弹簧定位器40、弹簧30和止动件51。
在图14a中，闩组件31(用虚线显示)在闩槽14内垂直地对齐(看虚线箭头V)，并沿Pd向下推，从而倾斜卸荷轮廓32和安装表面13以及底面15对齐。倾斜卸荷轮廓32的对齐使柄部34响应于作用在柄部34和/和闩部36上的驱动力(未示)而向内转动P1。由于柄部34向内转动P1，闩部36响应于同一个驱动力而向外转动P0。因此闩组件31a(用实线显示)相对于闩槽14倾斜地对齐(看虚线箭头t)。垂直和倾斜对齐(V，t)之间的差别用角度α。角度α可以在很大的范围内变化。例如角度α可以在0～60°之间变化。最好角度α在5～45°之间变化。最佳角度α在10～30°之间变化。对于倾斜卸荷轮廓32与安装表面和底面(13，15)的对齐，柄部34可以沿半径为r并且圆心在闩槽14内的圆C转动。
在图14b中，显示了倾斜卸荷轮廓32与安装表面和底面(13，15)之间的尺寸关系。使(闩组件31的)柄部34处于垂直方向V并如上所述那样向下压(看虚线箭头PD)，斜卸荷轮廓32应隔开距离DP，所述DP比安装表面13和底面15之间的距离DS大。当(闩组件31a的)柄部34沿P1向内转动时，斜卸荷轮廓32a被设置成贴近闩槽14以及安装表面13和底面15。
以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。
权利要求
1.一种用于将冷却设备和被连接器所支撑的元件相连的连接机构包括一板，它包括安装表面、底面、用于和冷却设备相连的孔、一闩槽和一合页槽；一合页，它包括凸缘和合页部分，所述合页部分上具有一开口，用于可拆卸地和连接器铰接，所述合页位于所述合页槽内，同时所述凸缘和安装表面接触；一闩组件包括一柄部，柄部上具有槽、位于所述槽内的保持器、和多个便于闩组件在闩槽内径向转动的斜卸荷轮廓；一具有能够可拆卸地与连接器闩接的闩面的闩部；位于所述闩部上的保持开口；能够插入所述保持开口内的止动件；可移动地设置在槽内的弹簧定位器，它包括向外延伸出弹簧面的弹簧导杆和向外延伸出槽面的槽导向物；与保持器和弹簧导杆相连的弹簧，能够在冷却设备和元件之间施加负载力，闩组件被设置在闩槽内，保持开口位于底面下方，槽导向物位于闩槽内，槽面与安装表面接触，闩组件的插入迫使弹簧导杆趋向保持器，从而压缩弹簧，止动件位于保持开口内，保持弹簧处于压缩状态，保持闩组件处于闩槽内，其特征在于向下压闩组件，使斜卸荷轮廓与安装表面和底面对齐，从而被施加到柄部的驱动力使闩组件在闩槽内径向倾斜，实现闩面与连接器的闩接和脱离闩接。
2.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述止动件可以是螺栓、销、开口销、榫钉螺钉、螺钉和螺母、铆钉中的一种元件。
3.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述弹簧可以是是卷簧、板簧、可压缩橡胶材料或可压缩的聚氨酯中的一种。
4.一种根据权利要求3所述连接机构，其特征在于所述卷簧包括两相反端和内径，保持器和弹簧导杆位于弹簧两相反端的内径内。
5.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于还包括与所述闩组件的柄部相连的手柄，可以用手抓住该手柄，从而驱动该闩组件，使闩面和连接器闩接或脱离闩接。
6.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述孔和冷却设备固定地连接。
7.一种根据权利要求6所述连接机构，其特征在于通过孔和冷却设备之间的压配合，将所述孔和冷却设备固定地连接。
8.一种根据权利要求7所述连接机构，其特征在于对所述冷却设备的一部分进行压接，以便将冷却设备和板连接在一起。
9.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于使所述合页部的开口形状和连接器的互补轮廓相匹配。
10.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于使所述闩面的轮廓与连接器上的互补轮廓匹配。
11.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述合页槽和闩槽在板上可以处于彼此对称位置，也可以处于彼此不对称的位置。
12.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于通过合页与合页槽之间的压配合，将合页与合页槽固定地连接。
13.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述凸缘与安装表面接触并跨在合页槽上，从而阻止合页完全插入合页槽内。
14.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述板可以由金属、金属合金、塑料、复合材料和陶瓷材料、聚碳酸脂或Altem制成。
15.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述合页与闩组件可以由金属、金属合金、塑料、复合材料和陶瓷材料、聚碳酸脂或Altem制成。
16.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述弹簧定位器包括相背的槽啮合部分，所述相背的槽啮合部分彼此平行，两者之间的距离小于横跨槽的距离。
17.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述斜卸荷轮廓可以具有斜面轮廓或弧形轮廓。
18.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述负载力可以大于25.0磅，可以在15.0～18.0磅范围内，可以在18.0～22.0磅范围内。
19.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述负载力基本上与冷却设备和元件的负载轴线对齐。
20.一种根据权利要求1所述连接机构，其特征在于所述径向转动范围在下述范围，如5°～60°；5°～45°；10°～30°。
全文摘要
本发明公开了一种用于将冷却设备和待冷却的并被连接器所支撑的元件连接在一起的连接机构。所述连接机构包括一板、和冷却设备的一部分相连的孔、可以被可拆卸地绞接在连接器上的合页、以及包括倾斜卸荷轮廓的闩组件，所述倾斜卸荷轮廓使闩组件铰接在所述板上，从而闩组件上的闩面被可拆卸地闩接在连接器上。所述闩组件还包括弹簧定位器和弹簧，所述弹簧位于闩组件上的槽内并使弹簧处于预压缩状态。当闩组件在所述板上倾斜时，闩面向外转动以便和连接器闩接。与连接器闩接后，弹簧进一步被压缩并在冷却设备和待冷却的元件之间施加弹力，从而降低接触热阻，增强热传导性能。通过选择弹簧特性，可以增加或降低所述弹力。闩组件还可以包括一适合于用户用手抓住的手柄，从而在不使用工具的条件下，可以将闩组件与连接器闩接在一起或与连接器脱离闩接。
文档编号G06F1/20GK1413076SQ0215295
公开日2003年4月23日 申请日期2002年10月15日 优先权日2001年10月15日
发明者S·黑德 申请人:惠普公司