专利名称：电路卡插入和拆卸系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路卡领域，更具体地说，本发明涉及将电路卡可拆卸地连接到相关底板的系统与方法。
在机箱的内部，现代个人计算机习惯上提供金属板机架结构，金属板机架结构适于安装并可拆卸地支持至少一个并且最好为多个选件卡或扩展卡，当在其相关机架结构中有效安装选件卡或扩展卡时，可以对计算机的运行性能进行升级。在计算机最初制造期间和/或之后被购买人安装期间，可以将这些扩展卡安装在计算机中。典型的扩展卡包括网卡、声卡、图形加速显示卡以及多媒体卡。
实际上，扩展卡基本上是相对较小的长方形印刷电路，沿此印刷电路的一侧具有接插边部分，可以将接插边部分插入机架结构的相应插槽部分以将扩展卡有效连接到计算机的主板或系统板上。
沿扩展卡的一个边缘部分延伸的是金属板连接托架，金属板连接托架具有向外弯曲的固定片部分，固定片部分靠近与扩展卡的接插边部分相对的侧边部分。固定片部分固定在机架结构向内翻转的侧壁凸缘上，并且在固定片部分上成型有凹槽，凹槽覆盖并套准在凸缘上确定的相互间隔的一系列带螺纹的圆孔。通过将螺丝插入固定片部分的凹槽并拧入与其相应的凸缘通孔，将固定片部分可拆卸地固定在凸缘上。这种将固定片部分固定到机架结构凸缘上的过程可用来将安装的扩展卡紧固到箱体结构内，这样在计算机的搬运期间就可以避免扩展卡的接插边部分从其相关插槽上脱落。
使用螺丝将扩展卡可拆卸地固定到机架结构上存在几个缺点。例如，在最初将扩展卡安装到机架结构中的过程中，容易使一个或多个固定螺丝落入计算机内部，计算机内部通常又很拥挤，所以有时会产生有可能损坏计算机主板的失效状态。此外，在工厂内安装一系列扩展卡时，通常使用自动化装配机械安装独立的各连接托架。如果计算机在工厂内安装扩展卡，由于安装螺丝费时，因此会明显增加各计算机的整体装配时间。
使用这种系统还会对计算机购买人和/或其后从事计算机扩展卡部分研究的技术人员带来问题和不方便。例如，当随后增加或更换扩展卡时，技术人员或计算机所有人必需拧下位于适当位置的连接托架，然后将拆下的螺丝重新插入增加的扩展卡的连接托架上。
每次完成此工作时，均可能有一个或多个单个固定螺丝落入计算机系统中。此外，当为某个故障分析计算机系统时，为了查出故障，经常需要拆下所有的扩展卡。
因此，为了在机箱内安装扩展卡以及所谓的竖卡，需要事先单独定位各种卡并采用适当的电缆连接装置将各种卡分别连接到使扩展卡水平层叠排列的主板。在这种系统中，竖卡与主板垂直并且还对扩展竖卡安装了接地连接。
在另一种传统的台式计算机结构中，扩展卡以与主板垂直的方向单独连接到主板而无需单独的竖卡。本发明尤其涉及以垂直方向连接到主板的第二种类型的扩展卡。
然而，无论是水平类型还是垂直类型，这种扩展卡要求的安装技术往往费时费力，因此会增加计算机的整体制造成本。如上所述，由于随后在对主板进行检查时要求单独断开并拆下扩展卡以察看被它们所遮住的主板部分，所以它们还会影响计算机使用的可靠性和升级能力。
从上述内容中不难看出，在使用可靠性、升级能力和制造能力方面，提供用于将诸如扩展卡的运行部件可拆卸地安装到计算机主板上的改进的装置和相关方法非常有用。
通常，将计算机机架设计成在和支撑卡滑槽的取向相同的方向安装和拆除扩展卡。允许这样作的一种机架设计类型是其扩展卡可以直接插入到主板而非插入由主板垂直扩展的子板。在这种类型的设计中，卡滑槽可以是单独部件也可以与机架成为一体，将卡滑槽的方向确定为可以顺畅插入整个扩展卡的方向。
在另一种常规机架设计中，竖卡固定在系统上，将扩展卡插入此竖卡。一旦安装好，扩展卡就与主板平行。在机架一侧确定的通孔用于安装或拆下扩展卡。
由于竖卡固定在机架内，并且由于竖卡通常不从这种设计中拆下，所以可以重新确定竖卡滑槽的方向以顺畅地插入整个竖卡。该设计的缺陷在于，在用户拆卸主板或者接触扩展卡下方的主板区域之前，通常必需单独拆下所有的扩展卡。
有些制造商已在研究通过设计卡机架来改进主板的可靠性和方便性。在这种设计中，将竖卡安装在可拆卸的卡机架内。因此，当将卡机架装入系统或从系统拆下时均可以安装扩展卡。实际上，卡滑槽是卡机架的一部分并与竖卡和扩展卡一起移动。因此，当扩展卡从系统中拆下时不存在阻碍。此系统具有多种缺陷。
因此，需要改进插件卡的插入与拆卸系统的结构。
因此，根据本发明，提供了将电路卡可拆卸地连接到电子装置的系统，该系统包括用于支撑电路卡的支撑结构，该支撑系统适合于沿电子装置中的第一个轴可滑动地插入第一位置；以及传动结构，其将电路卡沿第二个轴从第一位置移动到连接位置，在连接位置，电路卡的连接部分可靠地连接到电子装置的相关连接装置，和将电路卡沿第二个轴从所述的连接位置移动到断开位置，在断开位置电路卡的连接部分从电子装置的相关连接装置脱离。
根据本发明的另一个方面，提供了将电路卡连接到相关连接装置的方法，该方法包括步骤将电路卡安装到支撑结构；将其上安装有电路卡的支撑结构在沿所限定的卡路径的第一方向上引导至所述底板上第一位置；以及将电路卡从第二方向上的第一位置移动到连接位置；其中电路卡的卡连接装置可靠地连接到底板上的相关连接装置。
根据本发明的再一方面，提供了用于电路卡的支撑结构，该支撑结构包括滑动部件，该滑动部件适合于与电子装置上的相应导向结构滑动接合；安装部件，该安装部件可移动地安装到滑动部件上并适合于支撑电路卡；以及传动装置，用于使安装部件和电路卡相对于滑动部件联动；因此，可以将滑动部件滑动接合到电子装置的相应导向结构以将支撑结构引导到第一位置，通过操纵所述传动装置，将电路卡从第一位置移到连接位置，在连接位置，电路卡被可靠地连接到电子装置。
优选实施例的说明首先，参考
图1，图1示出将传统个人计算机通常存在的部分去除后的主机架10的透视图。主机架10通常为矩形结构，该矩形结构限定了底板12、顶板14以及一对相对的侧壁16。可选择性地提供可拆卸面板和背板(未示出)。显然，将根据本发明的系统用于不同的底板结构仍属于本发明范围。通常，前壁上成型有接入凹槽以安装电子部件，诸如本领域熟知的软盘驱动器、硬盘驱动器、CD ROM驱动器、电源开关以及指示灯。
主板18位于主机架10内与底板12相邻并与顶板14平行，主板18上有电气部件。
至少有一个、并且通常优选有两个细长的电路卡连接插槽20，它凸出在主板18上。通常，电路卡连接插槽20排列成一条直线并且与主板18电连接。
通常，插入与拆卸系统22包括优选为导轨24形式的导轨以及滑动部件28，滑动部件28用作支撑传统电路卡(如电路卡54)的支撑结构。
导轨24优选为细长金属带，通常具有U型结构，导轨24具有一对导轨壁和导轨壁之间的导沟26。利用合适的扣件(未示出)，将导轨24牢固地安装在主板18上。导沟26优选由非导体材料制成，诸如聚合型树脂材料。导沟24优选取与连接插槽20的纵轴平行的方向，但是采用其它结构也可以工作。
在顶板14的下表面提供第二个导沟25，第二个导沟25与第一导轨24平行排列。
为了能在导沟25和导沟26中滑动，要求滑动部件28具有一定的形状和一定的大小。因此，如图2所示，滑动部件28包括基板30，基板30优选具有通常为矩形结构并具有一对相对的板导向边缘32a和32b，板导向边缘32a和32b分别适于与导沟25和导沟26接合。中间部件或辅助部件34可移动地安装到基板30以允许其在基板30的预定距离内以预定方向移动。根据本发明的优选实施例，辅助部件34通常在垂直于板导向边缘32a和32b的方向相对于基板30移动。
如同2所示，利用四个螺丝33将第一平板34a牢固地固定到第二平板34b上构成了辅助部件34。在第一平板34a上成型四个槽35，在第二平板34b上成型四个槽38，一旦第一平板34a组装到第二平板34b，四个槽35与相应的四个槽38对准排列。槽35比导向槽38大，下面将说明其目的。通过四个可以螺纹配合方式拧入基板30的螺丝紧固件37将平板34a和平板34b安装到基板30，螺丝紧固件37分别伸长穿过导向件36，导向件36插入相应的相邻的槽35和槽38对以在槽35和槽38之间滑动。各导向件36配备有环状肩39，环状肩39插入相应的槽35并压在第二平板34b的环绕导向槽38的表面上，在槽38内插入导向件36，这样将辅助部件34固定到基板30，同时允许相对移动。
基板30可以具有内螺丝扣41用于接收螺丝紧固件37。
如图2和图4所示，滑动隔板43由低摩擦系数材料制成，为了减小辅助部件34与基板30之间的摩擦，可以通过粘附层将滑动隔板43安装到基板30的安装表面，由此实现它们之间的相对运动。
通常，为了向辅助部件34传递相对于基板30的线性运动，需要具备传动装置，在此，传动装置是以起动杆40的形式出现的。起动杆40优选为通常的L型结构，L型结构具有主段杆42和伸展斜角段杆44。抓握段46从斜角段杆44的末端垂直向外延伸。
如图2所示，通过使用枢轴50将起动杆40以枢轴方式安装到基板30，枢轴50与基板30的安装表面成直角向外延伸。为了允许起动杆40枢轴运动，在第二平板34b内确定截止位置51。如图2至图4所示，通过使用轴承类型的部件48，将起动杆40的枢轴运动转变为辅助部件34的线性运动，为了插入槽52，轴承部件48安装在第二平板34b的背面，即与第一平板34a相对的表面，在起动杆40上具有槽52。根据所说明的实施例，槽52为线状结构，显然可以为其它结构。
扩展卡54牢固地安装在辅助部件34的第一平板34a上以便联动。扩展卡54上安装有电子电路并具有卡配合边56，卡配合边56确定凹口58，凹口58具有引脚，引脚具有一定的形状和一定的大小以配合良好地插入连接插槽20以实现它们之间的电连接。
在优选实施例中，辅助部件34具有配合边60，配合边60的结构实际与卡配合边56的结构相同。
如图3所示，在基板30上确定槽64以插入螺丝33和轴承部件48。
如图1所示，在使用中，首先，定位滑动部件28置入并对准要安装扩展卡54的电子装置的导沟25和导沟26并实际与它们成一条直线。基板30的导向边32a和导向边32b可以按箭头62所指的方向滑动插入导沟25和导沟26内。
如图5所示，当将滑动部件28滑动插入导沟25和导沟26内时，基板30的导向边32和辅助部件34的配合边60及配合边56与扩展卡54之间的间距S能使扩展卡54在扩展卡连接插槽20之上通过。
如图6所示，当滑动部件28完全插入，并且凹口58基本上对准连接插槽20时，向下手动转动起动杆40到锁定位置，如图7所示，在锁定位置，放低辅助部件34直到扩展卡54的连接部件与扩展卡连接插槽20实现适当连接。通过在垂直于扩展卡54的装入轴的方向使扩展卡54与连接插槽20实现连接，提高了扩展卡54在机架10内的固定。
起动杆40的特定结构减小了实现适当连接所需的力。如想从机架10内取下滑动部件28，只需颠倒上述步骤顺序即可。
在机架10内可以配置可选的对头引脚(未示出)，以确保在机架10内适当定位滑动部件28。
本发明的优点为，系统为用户实现了人机控制插入或拆卸扩展卡，而不需要手工技巧。不仅如此，本系统确保扩展卡54与相应的插槽20适当可靠连接。此外，在安装或拆卸期间，降低了系统损坏电子装置或扩展卡54的风险，而且系统遵循传统的制造方式以使系统运行时经济合理、寿命长且故障少。另外，本系统还可以容易地适用于各种计算机结构。
滑动部件28优选由铝制成同时作为保护扩展卡54的屏蔽。
最后，显然，尽管本系统被描述为用于计算机领域，更具体地说是用于个人计算机领域，但是它可以用于其它领域，包括其中电子电路可拆卸地连接到接口或底板的领域。
权利要求
1．一种将电路卡可拆卸地连接到电子装置的系统，该系统包括支撑结构，用于支撑所述电路卡，所述支撑结构适于沿电子装置内的第一轴滑动插入到第一位置；以及传动装置，用于可操作地和有选择地将电路卡由所述第一位置沿第二轴移动到连接位置，和由所述连接位置移动到断开位置，在该连接位置电路卡的连接部分操作地连接到电子装置的相关的连接装置上，在断开位置，电路卡的连接部分从电子装置的相应连接装置脱离。
2．根据权利要求1所述的系统，其中在所述第一位置，电路卡的连接部分置入电子装置的相应连接装置中。
3．根据权利要求2所述的系统，其中所述第二轴与所述第一轴垂直。
4．根据权利要求3所述的系统，其中所述的传动装置可以有效移动平板上的所述插件卡，该平板与所述电路卡的装载平板平行。
5．根据权利要求1所述的系统，其中所述的支撑结构包括滑动部件和可运动地安装到所述滑动部件的中间部件，电路卡被安装成能根据所述传动装置的起动与所述中间部件实现联动，并且其中所述系统进一步包括安装在所述电子装置内的导向装置，导向装置与所述滑动部件配合将所述支撑结构引导到所述第一位置，将电路卡安装在所述支撑结构上。
6．根据权利要求5所述的系统，其中所述中间部件被安装在所述滑动部件的安装表面，由此实现互相平行移动。
7．根据权利要求6所述的系统，其中所述滑动部件包括导向边，导向边沿与所述中间部件相对于所述滑动部件移动的方向垂直的轴延伸。
8．根据权利要求7所述的系统，其中所述滑动装置至少包括一条与电子装置的连接装置相邻的导轨，为了将所述支撑结构滑动地引导到所述第一位置以使电路卡的连接部分置入电子装置的相应连接装置，将所述滑动部件的所述导向边的形状确定为可滑动插入所述导轨沟槽的形状。
9．根据权利要求8所述的系统，其中固定到所述滑动部件的固定装置被限制在所述中间部件的凹槽道内移动，由此将所述中间部件和滑动部件固定在一起并允许它们之间存在相对运动。
10．根据权利要求9所述的系统，其中所述凹槽道在垂直于所述导向边的方向直线延伸。
11．根据权利要求9所述的系统，其中滑动隔板被安装在所述中间部件和所述滑动部件之间。
12．根据权利要求7所述的系统，其中所述传动装置包括以枢轴方式安装到所述滑动部件的起动杆，所述起动杆限定了一凹槽以接收传递部件，传递部件固定到所述的中间部件上，以根据所述起动杆的枢轴运动，将相对于所述滑动部件的运动传递到所述中间部件。
13．根据权利要求5所述的系统，其中所述滑动部件和中间部件均成型为平板型。
14．一种将电路卡连接到底板上的相应连接装置的方法，该方法包括步骤将电路卡安装到支撑结构，沿卡路径的第一方向将其上安装了所述电路卡的所述支撑结构引导到相对于所述底板的第一位置，并将所述电路卡从所述第一位置移动到连接位置，其中电路卡的卡连接装置被可靠地连接到底板的相应连接装置。
15．根据权利要求14所述的方法，其中在所述第一位置，电路卡的卡连接装置对准底板的相应连接装置。
16．根据权利要求15所述的方法，其中所述第二方向与所述卡路径垂直。
17．根据权利要求16所述的方法，其中将所述支撑结构引导到所述第一位置的步骤是通过可滑动地将所述支撑结构的至少一条导向边与所述底板上的至少一条相应导轨接合实现的。
18．根据权利要求14所述的方法，其中将电路卡从第一位置移动到连接位置的步骤是通过将运动传递到中间部件实现的，中间部件可移动地安装到导向部件，将导向部件的形状确定为可以沿所述卡路径引导所述支撑结构的形状，为了互相联动，将电路卡安装到中间部件上。
19．根据权利要求18所述的方法，其中通过操纵起动杆将所述电路卡从所述第一位置移动到所述连接位置，所述起动杆以枢轴方式安装到所述导向部件并限定了一凹槽，固定到所述中间部件的传递部件被约束在凹槽中移动。
20．根据权利要求14所述的方法，其中所述底板为电子装置的主板。
21．一种用于电路卡的支撑结构，该结构包括滑动部件，适于滑动插入电子装置的相应导向结构；安装部件，可运动地安装到所述滑动部件，所述安装部件适于支撑电路卡；以及传动装置，用于使所述安装部件和电路卡相对于所述滑动部件联动，因此所述滑动部件与电子装置的相应导向结构可滑动接合以将支撑结构引导到第一位置，通过操纵所述传动装置，电路卡从第一位置移动到连接位置，在连接位置，电路卡可靠地连接到电子装置。
22．根据权利要求21所述的支撑结构，其中所述安装部件被安装到所述滑动部件的安装平面以由此实现互相平行的移动。
23．根据权利要求22所述的支撑结构，其中所述滑动部件至少包括一条导向边，导向边沿与所述安装部件相对于所述滑动部件移动的移动方向垂直的轴延伸。
24．根据权利要求23所述的支撑结构，其中固定到所述滑动部件的固定装置被约束在所述安装部件的凹槽内移动，因此，将所述安装部件与所述滑动部件固定在一起，同时允许它们之间存在相对运动。
25．根据权利要求21所述的支撑结构，其中所述传动装置包括起动杆，起动杆以枢轴方式安装到所述滑动部件，所述起动杆限定了一凹槽，将凹槽的形状确定为可以接收传递部件的形状，传递部件固定在所述安装部件上以响应所述起动杆的枢轴运动将相对于所述滑动部件的移动传递到所述安装部件。
全文摘要
本发明披露了将诸如扩展卡(54)的电路卡可拆卸地连接到电子装置上的系统,该系统包括滑动部件(28),滑动部件(28)具有导向边(32)并适于支撑电路卡(54),将导向边(32)的形状设定为可以滑动插入导沟(26)内的形状,导沟(26)与电子装置的连接装置(20)相邻布置以将卡配合边(56)定位至连接装置(20)中。提供起动杆(40)用于放低扩展卡(54)的配合边(56)直到使卡连接装置与连接装置(20)实现适当连接。本发明的优点在于系统为用户实现了人机控制插入与拆卸扩展卡,而不需要手工技巧。
文档编号H01R12/16GK1297674SQ99805070
公开日2001年5月30日 申请日期1999年4月9日 优先权日1998年4月16日
发明者安德烈·巴班 申请人:特奥尼克公司