CN108398750B - 机构件、使用该机构件的方法、具有该机构件的系统及组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机构件，其可安装在电路板上可让一收发器插入，所述机构件包括框架结构、一对安装在框架结构上并可相对框架结构转动的螺杆、一对凸轮部件及设置于该对凸轮部件之间且限制于框架结构内的从动件，每个凸轮部件安装到相应的螺杆上，转动螺杆可驱动凸轮部件，所述从动件包括供收发器沿第一方向插入的收容空间，所述螺杆驱动所述凸轮部件可使得所述从动件沿垂直于所述第一方向的第二方向移动。

Description

机构件、使用该机构件的方法、具有该机构件的系统及组件
【技术领域】
本发明涉及一种机构件、使用该机构件的方法、具有该机构件的系统及组件，尤其涉及一种机构件、使用该机构件将收发器连接到电路板的方法、具有该机构件的收发器系统及收发器组件。
【背景技术】
传统上，收发器设有电路板，所述电路板包括位于其后端的金手指。收发器通过将电路板的金手指插入主边缘连接器连接到主板。这使得收发器可以水平地插入或者沿着插入的轴线插入。对于水平插入的收发器，连接到主板的数量仅限于PCB上的金手指的数量，也与主板连接器(通常是铜连接)的数量有关。随着数据速度要求的提高，铜连接器在信号完整性方面达到了设计极限。为了实现更高的互连密度，需要找到另一种将收发器连接到主板的方法。对于一个给定的收发器，如果与主板的连接可以沿着收发器的凸起部完成，则可以与电路板进行更多的连接。有两种方式连接收发器到电路板的突出部---BGA(球栅阵列)连接器和LGA(平面网格阵列)连接器。
美国专利第9423579在2016年8月23日公开了一种水平插入外壳以连接主电路板的收发器。美国专利第9048585在2015年6月2日公开了一种电连接器组件，其包括屏蔽壳体、插座及组装在屏蔽壳体上的扣环。所述屏蔽壳体设有水平通道及向后连通该水平通道且向前张开用于收容插头的入口。所述插座用于与插头前端配合并插入其中。所述扣环包括在解锁位置和锁定位置之间移动的前锁扣，所述解锁位置位于屏蔽壳体内的插头允许拉出的位置，所述锁定位置位于前锁扣阻挡屏蔽壳体的入口，使得屏蔽壳体内的插头被阻止拉出。
【发明内容】
本发明主要目的是提供一种容易增加互连密度的机构件。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种机构件，其可安装在电路板上可让一收发器插入，所述机构件包括框架结构、一对安装在框架结构上并可相对框架结构转动的螺杆、一对凸轮部件及设置于该对凸轮部件之间且限制于框架结构内的从动件，每个凸轮部件安装到相应的螺杆上，转动螺杆可驱动凸轮部件，所述从动件包括供收发器沿第一方向插入的收容空间，所述螺杆驱动所述凸轮部件可使得所述从动件沿垂直于所述第一方向的第二方向移动。
本发明中的机构件使收发器沿着垂直于第一方向的第二方向与电路板电性连接以方便增加互连密度。
本发明主要目的是提供一种将收发器连接到电路板的方法以增加互连密度。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种将收发器连接到电路板的方法，其包括如下步骤：提供一种机构件，其包括框架结构及相对于框架结构可被驱动向电路板移动的从动件，所述从动件包括收容空间；将所述机构件安装在电路板上；提供一个收发器，其包括靠近电路板的面上设置的电连接器；将收发器沿平行于电路板的方向插入收容空间；驱动所述机构件使得所述从动件与收发器一起向电路板移动而使得电连接器与电路板电性连接。
本发明通过上述方法将收发器连接到电路板以增加互连密度。
本发明主要目的是提供一种容易增加互连密度的收发器系统。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种收发器系统，其包括电路板、安装在电路板上的机构件及收发器，所述机构件包括框架结构及相对于框架结构可被驱动向电路板移动的从动件，所述从动件包括收容空间，所述收发器可沿平行于所述电路板的前后方向收容进入所述收容空间，并可与所述从动件一起移动，所述收发器包括设置于靠近电路板的表面上的电连接器。
本发明中的收发器系统可增加互连密度。
本发明主要目的是提供一种容易增加互连密度的收发器组件。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种收发器组件，所述收发器组件用于与主电路板上的导电片电性连接，其包括本体结构，所述本体结构包括头部和主体部，所述头部包括设有连接器接口的开口，所述主体部包括一对位于主体部相对两侧的导向部，所述收发器组件还包括安装在主体部上的电连接器及设置在本体结构内并与电连接器电性连接的模块电路板。
本发明中的收发器组件可增加互连密度。
【附图说明】
图1是符合本发明机构件的立体图。
图2是图1所示的机构件的部分分解图。
图3是图2所示的机构件进一步的部分分解图。
图4是图3所示的机构件的另一视角的进一步的部分分解图。
图5是图1所示的机构件的螺杆和凸轮螺母的立体图。
图6是图5所示的机构件中凸轮螺母安装在每个螺杆上，并与从动件的从动槽对齐的立体图。
图7是图6所示的机构件中凸轮螺母安装在每个螺杆上，并与从动件的从动槽对齐另一视角的立体图。
图8是图7所示的设有凸轮螺母的螺杆安装在从动件上并与机构件的基架对齐的立体图。
图9是图8所示的设有凸轮螺母的螺杆安装在从动件上并与机构件的基架对齐的另一视角的立体图。
图10是图9所示的设有凸轮螺母和螺杆的从动件安装在机构件的基架上的立体图。
图11是图1所示的机构件另一视角的分解图。
图12是符合本发明的机构件和收发器的立体图。
图13是符合本发明的机构件处于未配合时，凸轮螺母与从动件的从动槽的位置关系的示意图。
图14是图13所示的机构件处于配合时，凸轮螺母与从动件的从动槽的位置关系的示意图。
图15是符合本发明的具有收发器的机构件处于未配合位置时插入机构件的收发器的正视图。
图16是图15所示的具有收发器的机构件处于未配合位置时插入机构件的收发器的正视图。
图17是图12所示的收发器的立体图。
图18是图17所示的收发器另一视角的立体图。
图19是图15所示的与机构件和收发器配合的工具的立体图。
图20是图19所示的与机构件和收发器配合的工具另一视角的立体图。
图21是图15所示的未与机构件和收发器配合的工具的立体图。
图22是图21所示的未与机构件和收发器配合的工具另一视角的立体图。
图23是图21所示的工具的分解图。
图24是图21所示的工具另一视角的分解图。
【具体实施方式】
如图1-18所示，为符合本发明的机构件100，所述机构件100可安装在电路板200上并收容收发器300。所述机构件100包括基架10、安装在基架10的后部102的后支架20、一对安装在基架10和后支架20上的螺杆30、螺纹连接在一根螺杆30上的四或其他适当数量的凸轮螺母40、螺纹连接在另一根螺杆30上的四或其他适当数量的凸轮螺母40、安装在基架10上的从动件50、四个安装在该对螺杆30上的驱动螺母60及四个垫圈70。转动所述螺杆30将驱动凸轮螺母40沿第一方向移动，并驱动从动件50沿垂直于第一方向的第二方向移动使得收发器300与电路板200电性连接。
如图1-4，8-12，15及16所示，所述基架10设有螺纹(未图示)且安装在电路板200上。所述基架10进一步包括一对从前部101的相对两端向后延伸的侧臂11，在侧臂11后部102与侧臂11连接的后连接部12及由前部101、侧臂11和后连接部12围成的中间腔103。所述两侧臂11均包括导轨110和延伸至中间腔103的锁扣片111。所述两侧臂11进一步包括位于后部102垂直延伸的通孔112。所述前部101包括从侧臂11分别延伸的垂直部1010、与垂直部1010连接的前连接部1011及由垂直部1010和前连接部1011围成的对接孔1012。所述前部101包括一对分别设置于垂直部1010后端的支持面1013。所述对接孔1012与中间腔103连通。所述垂直部1010均设有水平延伸穿过其中的前对接孔1014。
如图1-4，11及12所示，所述后支架20包括横向延伸的主体部21及一对自主体部21相对两端向前延伸的对接臂22。所述两对接臂22均包括水平延伸的后对接部220。所述后支架20安装在基架10的后部102处并通过螺纹(未示出)固定。
如图1-12所示，每根所述螺杆30包括主体部31和两端部32。每个所述主体部31包括螺纹310。每一端部32包括径向延伸穿过端部32的两个定位销孔320。每一螺杆30的其中一端部32插入前对接孔1014内且向前超出基架10的前部101，其中所述两个定位销孔320设置于基架10的前部101。每一螺杆30的另一端部32插入相应的前对接孔1014内且向后超出后支架20，其中所述两个定位销孔320设置于后支架20的后端。所述驱动螺母60和垫圈70安装在螺杆30的端部32上。每个驱动螺母60设有若干定位孔61，在驱动螺母60安装在螺杆30上后，所述定位孔61分别与螺杆30的相应的定位销孔320连通。所述驱动螺母60通过将定位销安装在驱动螺母60的定位孔61和螺杆30上的定位销孔320对螺杆30作进一步固定。所述螺杆30是自锁式的。
如图1-14所示，每个凸轮螺母40包括位于底部的导向槽41和并由导轨110引导及并且延伸穿过凸轮螺母40的安装孔42。所述凸轮螺母40分别滑动到导轨110上。所述安装孔42包括与螺杆30上的螺纹310连接的内螺纹。每个凸轮螺母40包括在侧表面处并倾斜延伸的滑动凸轮43。
如图1-4及8-14所示，所述从动件50设置在基架10的前部101与后支架20之间和该对螺杆30之间。所述从动件50包括上壁51、一对自上壁相反端分别延伸的侧壁52及由上壁51和侧壁52围成的收容空间53。所述上壁51作为大的散热面。所述侧壁52均包括四个分别与凸轮螺母40的滑动凸轮43配合的从动槽或驱动装置520。在螺杆30上的凸轮螺母40与在从动件50上的从动件槽520的间距匹配。所述侧壁52均包括在底部与锁扣片111配合的锁扣槽521。所述从动槽520沿倾斜方向延伸，所述倾斜方向为沿前后方向和上下方向的斜向方向。所述侧壁52均包括在侧壁52内侧的引导件522，所述引导件522用于将收发器300引导并固定在从动件50的收容空间53内。所述侧壁52均包括支持面523，位于前端的支持面523用于支持前部101的支持面1013，位于后端的支持面523用于支持对接臂22。所述收容空间53包括与对接孔1012连通的前孔530以沿前后方向收容收发器300。所述收容空间53与中间腔103配合以收容收发器300。
如图12-18所示，所述收发器300可为光收发器或有源光缆或电连接器组件。在本实施例中，所述收发器300为光收发器，其包括头部301及本体部302，所述头部301设有开口3011以收容光连接器(未图示)，所述本体部302与头部301相连以插入进从动件50的收容空间53内。所述本体部302包括一对分别位于本体部302两端的导向槽3020。所述收发器300通过导向槽3020和引导件522的配合与从动件50组装在一起。所述收发器300在突出部设有四个LGA连接器303，所述收发器300共有400个端子(每个LGA连接器有100个端子)。所述LGA连接器303的一侧具有弹性、可偏转的端子(未图示)，所述该端子与设有LGA导电片(未图示)连接。所述LGA连接器303的另一侧与内电路板连接，所述内电路板收容收发器300且设有LGA导电片(未图示)。在本实施例中，所述机构件100设有4个LGA插座连接器303。然而，机构件100可被扩展或修改以适应更多或更少数量的LGA插座连接器。换句话来说，机构件100具有可扩展性。目前机构件100用于LGA插座连接器，但也可以被修改用于BGA连接器。目前，所述收发器300宽度为23.5mm，高度为9.8mm，长度为101mm，所述机构件宽度为34mm，高度为12.5mm，长度为87mm，用于400个体积为36975mm3的LGA连接器。机构件的宽度和长度可以根据具体的应用要求和应力分析进一步优化。考虑到完全压缩每个LGA连接器303所需的力为40g，任何机构件100将需要产生16kg的力来完全压缩400个LGA连接器303。使用这种类型的机构件100，产生所需的力(16kg)具有足够的机械效益，从而易于用人手安装。机构件100和收发器300的EMI兼容性可以通过基架10或收发器300上的EMI片304来实现。EMI屏蔽的其他设计也是可以实现的。
所述机构件100以下列方式工作。当机构件100完全组装在电路板200上时，收发器300通过前孔530和对接孔1012水平地插入收容空间53中。在插入的过程中，收发器300沿着轨道从动件50的导向槽3020滑动。当收发器300被插入时，收发器300由与引导件522接合的导向槽3020引导。收发器300水平插入直到收发器300在机构件100的后端向上支持。前驱动螺母60由于螺杆30如图16所示的方向转动。所述螺杆30的旋转驱动凸轮螺母40和滑动凸轮43沿从动件槽520的第一方向移动，以驱动沿第二方向移动的从动件50，从而驱动收发器300垂直向下。该移动使得收发器300垂直向下插入机构件100。为了将收发器300从机构件100中退出，前驱动螺母60由于螺杆30如图15所示的方向转动，将收发器300水平地从机构件100中退出。所述机构件100中有两个特征以确保收发器300的正确插入。其中一个特征是从动件50的锁扣槽521与基架10的锁扣片111相啮合，另一个特征是螺杆30是自锁式的。
如图12-24所示，在所述机构件100中，一根螺杆30同时驱动四个凸轮螺母40。为了使收发器300垂直向下移动，两根螺杆30需要同时致动。工具500设有齿轮链以实现两螺杆30同时移动。工具500与驱动螺母60配合以驱动两根螺杆30同时移动。工具500包括一对平板501、一对设置在平板501之间的驱动件或从动齿轮502、一对设置在平板501之间和驱动件或从动齿轮502之间的中间齿轮503及若干与平板501连接的螺丝钉504。一对中间齿轮503彼此啮合，并且中间齿轮503中的一个与驱动件或从动齿轮502中的一个啮合，另一个中间齿轮503与另一个驱动件或从动齿轮502啮合。驱动件或从动齿轮502均包括延伸超出其中一个平板501以供用户操作的驱动端5021及延伸超过另一个平板501以与驱动螺母60配合的相对端5022。相同的机构件100的其他版本也是可以的。例如，驱动螺母60可以在基架10内部，而不是暴露在外部，驱动螺母60和凸轮螺母40的设计可以不同。此外，用于机构件100中的螺杆30是也可以设有其他普通的螺纹。
如图5-11所示，所述机构件100以下列方式组装。将设有螺纹的基架10安装在电路板200上。四个所述凸轮螺母40螺纹连接在每个螺杆30上。调节螺杆30上的凸轮螺母的间距以与从动件50上的从动槽520的间距配合。将螺杆30及凸轮螺母40安装在从动件50的每一侧上。组件包括凸轮螺母40，螺杆30和从动件50，所述组件沿着从后向前的方向滑动到基架10的导轨110上。然后将后支架20安装在组件的后端并用螺钉固定就位。随后，将驱动螺母60和垫圈70安装在组件上并用定位销固定。上述步骤是为了使机构件100正常工作。随着设计的变化，上述步骤可能也会改变。

Claims (20)

1.一种机构件，其可安装在电路板上可让一收发器插入，所述机构件包括框架结构、一对安装在框架结构上并可相对框架结构转动的螺杆、一对凸轮部件及设置于该对凸轮部件之间且限制于框架结构内的从动件，每个凸轮部件安装到相应的螺杆上，转动螺杆可驱动凸轮部件，其特征在于：所述从动件包括供收发器沿第一方向插入的收容空间，所述螺杆驱动所述凸轮部件可使得所述从动件沿垂直于所述第一方向的第二方向移动，所述凸轮部件与所述从动件的侧面相配合以驱动所述从动件沿所述第二方向移动。
2.根据权利要求1的机构件，其特征在于，所述框架结构包括基架、安装在基架后端的后支架，所述螺杆安装在基架和后支架上并可相对于基架和后支架转动，各所述螺杆的相对两端延伸超出基架和后支架。
3.根据权利要求2的机构件，其特征在于，所述基架包括设有对接孔的前部及一对自前部两端向后延伸的侧臂，每一所述侧臂包括导轨。
4.根据权利要求3的机构件，其特征在于，每个所述凸轮部件包括若干螺纹连接在相应的螺杆上的凸轮螺母，每一所述凸轮螺母包括可被所述导轨引导的导向槽及滑动凸轮。
5.根据权利要求4的机构件，其特征在于，所述从动件设置于基架的前部和后支架之间，所述收容空间包括与对接孔连通的前孔，所述前孔用于收容收发器，所述从动件包括若干分别与相应的凸轮螺母的滑动凸轮配合的从动槽。
6.根据权利要求5的机构件，其特征在于，所述从动件包括上壁、一对自上壁相反端分别延伸的侧壁，所述收容空间由上壁和侧壁围成。
7.根据权利要求6的机构件，其特征在于，所述从动槽设置于所述侧壁上，所述螺杆上的凸轮螺母的间距与从动件的侧壁上的从动槽的间距匹配。
8.根据权利要求6的机构件，其特征在于，每一所述侧臂包括锁扣片，所述从动件的侧壁均包括与锁扣片配合的锁扣槽。
9.根据权利要求6的机构件，其特征在于，每一所述侧壁包括位于侧壁内侧的引导件，所述引导件用于将收发器引导并固定在从动件的收容空间内。
10.根据权利要求6的收发器，其特征在于，每一所述侧壁包括位于前端的支持面以支持基架的前部。
11.根据权利要求5的机构件，其特征在于，所述从动槽沿相对于第一方向倾斜的方向延伸，所述滑动凸轮在从动槽内沿第一方向移动以驱动从动件沿第二方向移动。
12.根据权利要求4的机构件，其特征在于，进一步包括至少一对驱动螺母、及与所述驱动螺母相应的垫圈，所述驱动螺母及相应的垫圈分别安装在该对螺杆的同一端。
13.根据权利要求12的机构件，其特征在于，前述螺杆的同一端均包括至少一个第一定位销孔，所述驱动螺母设有相应的第二定位销孔，所述驱动螺母分别通过定位销与相应的螺杆固定。
14.一种将收发器连接到电路板的方法，其包括如下步骤：
提供一种如权利要求1所述的机构件，所述从动件包括收容空间；
将所述机构件安装在电路板上；
提供一个收发器，其包括靠近电路板的面上设置的电连接器；
将收发器沿平行于电路板的方向插入收容空间；
驱动所述机构件使得所述从动件与收发器一起向电路板移动而使得电连接器与电路板电性连接。
15.根据权利要求14的将收发器连接到电路板的方法，其特征在于，进一步提供一个工具，所述机构件包括两个驱动螺母，所述工具包括与驱动螺母配合的齿轮链，以驱动两个所述驱动螺母同时移动。
16.一种收发器系统，其包括电路板、安装在电路板上的如权利要求1所述的机构件及收发器，所述从动件包括收容空间，其特征在于：所述收发器可沿平行于所述电路板的前后方向收容进入所述收容空间，并可与所述从动件一起移动，所述收发器包括设置于靠近电路板的表面上的电连接器。
17.根据权利要求16的收发器系统，其特征在于，所述从动件包括一对位于从动件内侧的引导件，所述收发器设有一对位于相对端的导向槽以相应的引导件。
18.根据权利要求16的收发器系统，其特征在于，所述从动件和收发器可在垂直于前后方向的竖直方向上移动，由于驱动装置在垂直于所述前后方向和竖直方向的倾斜方向上延伸。
19.一种收发器组件，其可与主电路板上的导电片电性连接，所述收发器组件包括本体结构，所述本体结构包括头部和主体部，所述头部包括设有连接器界面开口，所述主体部包括一对位于主体部相对两侧的导向部，其特征在于：所述收发器组件还包括安装在主体部上的电连接器及设置在本体结构内并与电连接器电性连接的模块电路板，所述其中一个导向部设置在所述主体部其中一个侧面上，另一个所述导向部设置在所述主体部与所述侧面平行间隔的另一个侧面上。
20.根据权利要求19的收发器组件，其特征在于，所述电连接器是具有可偏转端子的LGA连接器，所述LGA连接器在竖直方向上与主电路板相应的导电片可拆机械和电性连接，所述导向部沿垂直于竖直方向的前后方向延伸以将收发器水平地装载到所述主体部中。
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