專利名稱：連接器組件的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及高速連接器系統，更具體而言，涉及通過高速可插拔連接器系統的氣流控制。
背景技術：
在諸如服務器、路由器和其它數據處理設備等的計算機系統中，趨向于提高系統的速度和性能，并且部件的分布密度會更大。一般而言，增強的性能和更大的密度會導致對服務器及其部件進行冷卻的要求更高。數據處理設備通常是通過使用風扇或其它通風設備抽吸或迫使空氣經過所述部件，例如服務器的機殼，來進行冷卻。向數據處理設備傳入數據和從數據處理設備中傳出數據通常是通過可插入這些數據處理設備中的電纜組件來進行的。這些電纜組件通常采用一對由一段電纜互相連接的插頭連接器。插頭連接器通常采用可插拔的電子模塊的形式，該可插拔的電子模塊可插入數據處理設備的開口中以便與相對匹配的連接器進行匹配和接合。連接器安裝到電路板，并且通常用罩殼或防護罩來包圍連接器。罩殼限定有封裝連接器的中空外殼，而且在外殼內限定有模塊容納通道或端口，從而使得模塊能夠插入通道中。在操作中，這允許兩個數據處理設備能夠以高速率彼此通信。由于系統速度持續提高，因此更加需要對容納在連接器系統內的可插拔模塊進行冷卻。然而，罩殼雖然提供了增強的防護，但通常也導致氣流減弱。所以，改善通過連接器組件的氣流是有益的。另外，由于并非連接器系統的全部端口都插有模塊，所以通過連接器系統的氣流可能不一致，并可導致一部分模塊過熱。理想的情況是，不管端口是否插有模塊，都有大致相同的氣流流過各個端口，從而使得各個模塊都能夠接收充分的氣流以進行冷卻。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的缺陷，提供一種連接器組件，使得不管模塊是否被插入相應的端口中，都能夠提供比較一致的氣流。為實現上述目的，發明提供了一種連接器組件，包括具有端口的罩殼和定位在罩殼中的殼體。罩殼具有后壁和前端面。與端口相連的空氣通道在后壁與前端面之間延伸。空氣通道包括氣流限制段，而且空氣通道構造成當模塊被插入端口中時，使得空氣通道的氣流阻力不會以非期望的方式增加。在實施例中，罩殼包括第一端口和第二端口，各個端口具有與之相連的不同的空氣通道，每個空氣通道具有氣流阻力且構造成當模塊被插入第一端口和第二端口中的一個時，氣流阻力的增加不會超過50 %。
根據本發明的連接器組件具有如下的有益技術效果不管模塊是否被插入相應的端口中，都能夠提供比較一致的氣流。例如，根據一個實施例，氣流阻力能夠被構造成使得不管模塊是否被插入，氣流的變化都不會超過50 %。根據另一個實施例，端口能夠被構造成使得不管模塊是否被插入，氣流的變化都不會超過30%。
當結合附圖考慮時，各種其它特征和隨之產生的優點將能夠被更加完整地領會以及被更好地理解，在全部附圖中，相同的附圖標記表示相同或相似的部件，其中圖1示出了連接器組件的實施例的立體圖。
圖2示出了圖1中所示的實施例的另一個立體圖。
圖3示出了圖2中所示的實施例的部分分解的立體圖。
圖4示出了殼體的實施例的局部立體圖。
圖5示出了連接器組件的實施例的部分分解的立體圖。
圖6示出了圖5中所示的實施例的另一個立體圖。
圖7示出了殼體和板的實施例的立體圖。
圖8示出了連接器組件的一部分后壁被移除后的實施例的橫截面的立體圖
圖9示出了連接器組件的實施例的橫截面的立體圖。
圖10示出了圖9中所示的實施例，但具有插入端口中的模塊。
圖11示出了圖10中所示的實施例的放大側視圖(elevated side view)。
圖12示出了適于用在連接器組件中的殼體的實施例的局部立體圖。
圖13示出了圖12中所示的實施例的另一個立體圖。
具體實施例方式以下說明旨在描述對于本領域技術人員而言示例性的實施例的操作。應當明白的是，該描述是用于幫助讀者理解本發明，而非限制本發明。照此，所提及的特征或方案是用于描述本發明的實施例的特征或方案，而非暗示每一個實施例都必須具有所描述的特性。而且，應當注意的是，所描述的詳細說明示出了許多特征。盡管某些特征被組合在一起以示出可能的系統設計，但是那些特征還可以用在未明確公開的其它組合方案中。所以，除非另外聲明，所描述的組合方案不是旨在限定。參照圖1-2，連接器組件30被示出為安裝在電路板100上。連接器組件30顯示為設有陣列的端口 31，這表示連接器組件具有疊置的兩個端口 31，上端口 31a疊置在下端口 31b的上方，且具有四列疊置的端口。然而，應當注意的是，連接器組件30能夠采用其它的陣列組合方案(例如，2x1，2x2，2x6等)。上端口 31a和下端口 31b在前端面32上均具有開口 ；34，并且上端口和下端口可以沿模塊的插入方向對齊或者可以彼此偏離。例如，如圖1-圖11所示，下端口 31b向前偏離上端口 31a。設置這種偏離的好處在于，可以為通過下端口 31b的氣流提供了額外的空間。然而，如果空間非常短缺，則可以不進行偏離，而且所提供的通過下端口 31b的氣流也減少。另外，盡管連接器組件30顯示為疊置構造，但是可以省略下端口，而且可以提供各列包括單個端口(例如，lxN，其中N是取1 < N < 16的整數值)的實施例，每個端口 31都構造成能夠在罩殼的后壁與端口的開口之間提供理想的空氣通道。能夠想到，每個端口都構造成容納模塊，例如模塊110(如圖10中所示)。準備容納在各端口內的模塊110可以是在殼體111內包括有各種部件(未圖示)的收發器。模塊的匹配接口通常是具有導電線路的電路板的端部，但不局限于此。隨著系統性能的增強，對熱量問題的處理，特別是散熱成為一個突出的問題。為了增加通過模塊的氣流并因而增強對模塊內的部件的冷卻，在模塊中設置開口或孔112、113。如所示，例如，模塊110包括通常鄰近模塊前緣114的第一開口 112和通常朝向模塊中部的第二開口 113。連接器組件30包括子組件40和罩殼60。子組件40包括多個疊置的連接器41，每個連接器都與一對豎向疊置的端口 31相連。可選的一對導光管50與各個端口相連，而且通常定位在每對上端口與下端口之間的水平空間中，以便向計算機系統的用戶提供信息。LED或其它的光傳輸設備可以安裝在電路板100上或與電路板100鄰近，而且與鄰近電路板100的導光管的向下延伸部51對齊。每個連接器41都具有殼體42以及卡槽43，所述卡槽43與相應的端口對齊。如所示，殼體42支撐多個薄板44，薄板44供端子45支撐在其中。每個端子45都具有用于安裝至電路板100的尾部4 和觸頭45b，所述觸頭4 設在卡槽43中的一個容槽中。在一個實施例中，每個薄板都能夠設置至少兩個端子，其中一個端子定位在一個容槽中，另一個端子定位在另一個容槽中。可選的搭接片46可以設置成將薄板44固定在各個殼體42內。每個殼體42的上部區域包括多個空氣通路47，由此空氣越過模塊110的上部。另外，多個殼體42的尺寸以及構造可選地形成為能夠分隔開，以便形成允許空氣在各個殼體的相對兩側上流過各個殼體的側空氣通路48。下幅板49從各個殼體42的下表面橫向延伸，從而有助于正確定位殼體，以形成所需的側空氣通路48。結果，如圖4中最佳所見，空氣可以在相對的側面上以及沿著殼體的上表面環繞殼體42通過。罩殼60具有底壁61、蓋62 (蓋62包括頂壁66和兩個側壁67)、后壁63、三個內壁64和四個水平的分隔件65。底壁61、頂壁66、側壁67和后壁63共同限定包住連接器41并限定組件30的內部空間的外殼的外圍。該內部空間由各個豎向內壁64進一步分成子空間，每個內壁分隔出兩個這樣的子空間。各個水平的內部分隔件65(見圖6)同樣用于將內部子空間分隔成上端口 31a和下端口 31b。蓋62可包括呈順應插針形式的尾部68，該尾部形成為蓋62的一部分并容納在電路板100的通孔或其它開口內，以便將防護罩殼連接到電路板上的接地電路。一部分尾部68可延伸穿過基體構件61上的狹槽70。基體構件61可包括側壁部71，該側壁部接合蓋62以形成中空外殼。防護罩殼60的后壁63還可包括側壁72和向前延伸并接合蓋62的頂壁73。在作為內部部件的子組件40被插入由蓋62和底壁61形成的中空外殼中以后，后壁63可以組裝到蓋62上。后壁63中包括多個小孔，以便允許空氣通過。更具體而言，后壁63包括鄰近后壁63頂部的兩行水平的小孔74。小孔74與沿著殼體42頂部延伸的上空氣通道47對齊。豎向列的附加小孔75向下延伸并與環繞殼體42延伸的側空氣通路48對齊。雖然后壁63的部分76因搭接片46的位置而未包括任何小孔，但是如果未使用搭接片，則在需要的情況下，可以在后壁63中設置附加的小孔以便增加氣流。為了保持罩殼60的EMI功能，小孔74、75的尺寸可以設計成相對于使用了組件30的系統內的頻段而言足夠小，從而使得EMI不會通過小孔74、75逸出罩殼60。
各個端口 31可包括氣流構件80，該氣流構件沿端口的上表面定位且形成為罩殼60的一部分。氣流構件有助于引導空氣進入或離開模塊110。更具體而言，各個氣流構件包括沿組件30的前端面32的多個開口 81，和位于構件80的相對端的表面83。表面83與模塊110的第一開口或前開口 112的邊緣114大致對齊，從而使經過連接器殼體42的空氣改變方向。雖然顯示為向后斜置，但是表面83可以是豎向的或朝向組件30的前端面32傾斜。當空氣經過殼體42和端口 31時，空氣朝向或進入模塊110的前開口而向下改變方向。多個孔84定位在氣流構件80的兩端之間，從而與模塊110的第二開口 113對齊，以便為空氣提供離開模塊的第二開口的路徑。為了保持罩殼60的性能，孔84的尺寸可以設計成相對于系統內的頻段而言足夠小，從而使得EMI不會通過孔84逸出罩殼60。換言之，雖然模塊110中設有開口 112、113且氣流構件80中設有開口 81，但是通過適當地設計孔84的尺寸，EMI也不會逸出組件30。氣流構件80能夠與位于其上方的罩殼60的結構(在上端口31a的情形下的蓋62以及下端口 31b的情形下的水平內部分隔件6 相互配合，從而依照所需形成引導空氣的管路。如所示，上端口 31a和下端口 31b中的每一個都包括氣流限制段90，用以控制經過后壁63中的小孔74、75，沿上空氣通道47或側空氣通路48經過殼體42并沿著組件30的前端面32離開開口 34或開口 81的空氣的量。例如，如圖7中所示，氣流限制段由定位在連接器41的各個卡槽43上方的上板91和下板92形成。上板91通常與其上端口 31a對齊，而下板92通常與其下端口 31b對齊。上板91和下板92分別具有孔93和孔94，在該處限制從后壁63流過端口到達開口 34的空氣的量。更具體而言，上板91和下板92用于限制空氣經過組件30的速度，從而使得不管模塊是否定位在各個端口，經過任意端口 31的空氣的量都是大體一致的。如果空氣以不受限制的方式從后壁63通過各個端口 31流向組件30的前端面32，那么在一些情況下，空氣將趨向于主要通過組件30的未被占用的端口流動。結果，其中插有模塊的那些端口的氣流將會減弱，因而冷卻能力也會減弱。減弱的冷卻能力會導致系統性能下降以及對模塊可能造成損壞。上板91和下板92能夠構造成對氣流路徑形成最有效的限制。例如，當空氣進入組件30時，空氣運動穿過后壁63中的小孔74、75，經過殼體42，然后遇到上板91和下板92。在經過上板91和下板92以后，空氣順著(engage)氣流構件80的表面83 (該表面使空氣改變方向向下進入前開口 112)并通過模塊110。當離開模塊的第二開口 113時，空氣經過氣流構件80的孔84并離開鄰近組件30的前端面的開口 81。通過構造上板91和下板92，使得當模塊被插入其中一個端口 31中時，氣流阻力的增加不會超過50%，不管模塊是否被插入各個端口 31中，空氣都將以大致均勻的方式通過組件30的各個端口。因此，不管組件中具有模塊110的端口的數量如何，組件30都能夠獲得增強的系統冷卻能力的一致性。參照圖11，如所示，可以看到沿氣流路徑，組件30具有若干個不同的區域。沿著所述路徑，每一個區域都對氣流產生影響，因而對氣流阻力產生影響。為了說明該部分，假設在數據處理設備內提供氣流，使得空氣如箭頭“A”所示從組件30的后部流向組件的前部。然而，所期望的是，不管氣流是從后向前還是從前向后，組件30都能夠以相同的方式發揮作用。空氣最初在“B”處進入后壁63中的孔74、75。氣流基本上不會受到這些孔的限制，而且與后壁63相關的氣流阻力通常很小。在“C”處沿著上空氣通道47經過連接器殼體42的氣流同樣未受限制，而且與上端口 31a大致對齊，因而也提供較小的氣流阻力。在“D”處沿連接器殼體42的側面并通過側空氣通路48的氣流同樣相對而言未受限制，因而也提供較小的氣流阻力。然而，當空氣在“E”處到達導光管50的豎向部51時，空氣必須朝向下端口 31b向上(圖8，圖11)流動，因而當空氣到達上空氣限制板91和下空氣限制板92時，沿下端口的氣流阻力稍稍大于上端口的氣流阻力。因此，下板92所要求的氣流量限制可以稍小于上板91所要求的氣流量限制。當空氣在“F”處經過上板91和下板92時，空氣到達模塊110的前緣114，如果模塊被插入端口 31中，空氣因而在“G”處被迫進入較小的區域33。當空氣在較小的區域33中朝向組件30的前端面32運動時，空氣在“H”處因氣流構件80的表面83而改變方向向下并進入模塊110的前開口 112。較小的區域33和表面83都增加了組件的氣流阻力。空氣在“I”處經過模塊110，然后在“J”處通過氣流構件80的孔84離開第二開口 113，并在“K”處離開組件30的前端面32中的開口 81。從后壁63到組件30的前端面32的氣流的各種變化導致氣流阻力發生變化。通過構造上板91和下板92，使它們提供了通過各個端口的足夠高的氣流阻力，通過各個端口31的氣流可以被控制，并保持相對一致。模塊110也具有通過開口 112和113的氣流阻力。通過構造連接器組件30，使得上板91和下板92的氣流阻力總體上大于或等于模塊110的氣流阻力，通過未被占用的端口的氣流基本上不會增加，所以能夠保持對插入在組件30內的任意模塊110的冷卻能力。如果需要的話，除了限制通過上板91和下板92的空氣的流動以外或者代替限制通過上板91和下板92的空氣的流動，可以限制通過孔74、75或者環繞連接器殼體42的氣流。所以，氣流限制段不必定位在一個位置上，而是可以分散在一段距離內。在各種示例中，理想的是不管模塊是否被插入端口中，都可形成能夠使通過組件30和端口 31的氣流相對均勻的被動結構。通過這種結構，不管模塊110是否被插入相應的端口中，通過端口的氣流都能夠大體保持一致。應當注意的是，提供比較均勻的氣流旨在覆蓋即使單個模塊被插入也能確保充足的氣流越過模塊的系統。在一個實施例中，氣流阻力能夠被構造成使得不管模塊是否被插入，氣流的變化都不會超過50 %。在另一個實施例中，端口能夠被構造成使得不管模塊是否被插入，氣流的變化都不會超過30%。能夠想到的是，這可以通過測試未加載系統與加載系統之間的氣壓降的差來進行測量。例如，在變化小于50%的實施例中，系統能夠被構造成使得當模塊被插入每一個端口的系統與未插入任何模塊的系統比較時，穿過系統的氣壓下降的減少程度小于50%。同樣地，相同的測試可以對構造成提供小于30%的差的系統來進行。應當注意的是，全部模塊都插入的情況與沒有模塊插入的情況之間的變化百分比的減少通常會導致整體壓降的增加，所以對于某些應用情況而言，并不期望使壓降差低于30%。然而，對于增加冷卻均勻性而言，期望20^^10%甚至更小的壓降差。圖12-圖13中示出了能夠提供的殼體242的另一個實施例。能夠想到的是，殼體242包括第一半部對加和第二半部M2b。然而，應當注意的是，兩件式的結構是可選的，因為如果需要的話，殼體能夠以單件式的設計或兩件以上的設計來進行設置。殼體242包括頂面253和空氣通路M7，該空氣通路設置成在殼體242的前端面252與后端面253之間延伸，以便提供用于上端口的空氣。另外，空氣通路248設置在側面，以便提供用于下端口的空氣。然而，與圖4中所示的實施例不同，例如，空氣通路247沒有在頂部開口。具有敞開的空氣通路的優點在于，空氣有更多的空間來流動，這總體上將有助于減少空氣阻力。如圖12-圖13中所提供的封閉的空氣通路的優點在于，殼體242可具有更堅固的結構。然而，如果需要的話，還可以采用局部敞開和局部封閉的空氣通路的組合方案。所以，除非另外聲明，對封閉或敞開的空氣通路的使用不是旨在進行限定。應當注意的是，殼體242在空氣通路的前方不包括板。如上所述，板的使用是有益的，但是能夠以提供相同功能性(從氣流阻力的角度而言)的結構來替換板，在該結構中，EMI保護不是必須考慮的，而且在那些應用情況下，板能夠被省略，以便有助于減少組件的成本。因此，能夠想到的是，空氣通路能夠設有包括板的系統以及省略板的系統。如上所述，在某些實施例中，理想的是非疊置的系統(例如，IxN的系統)，而非疊置系統。這種系統能夠構造成允許氣流以這樣的方式通過端口，該方式為控制氣流阻力的差，從而使得插入模塊的系統與未插入模塊的系統之間的氣流阻力的差足夠小。另外，以上所示實施例公開了具有允許空氣流過模塊的前開口和后開口的模塊。在某些實施例中，可能不期望在模塊中具有這些開口。在那些實施例中，氣流構件80能夠構造成提供環繞模塊(而非穿過模塊)的可替代的空氣通道。例如，在氣流構件80的表面83上能夠設置開口，該開口允許空氣經過而到達開口 81。盡管模塊定位在端口中與端口中沒有模塊的系統相比，這種氣流構件顯然提供了更大的氣流阻力，但是端口與連接器組件30的后壁之間的足夠的氣流阻力將允許系統仍然能夠提供理想的比較一致的氣流，而不管模塊是否被插入。雖然參照所示出的實施例對本公開內容進行了描述，但是應當理解的是，該公開內容不應解釋為限定。在閱讀以上公開內容以后，各種替代和改型對于本領域技術人員而言無疑變得顯而易見。因此，本領域普通技術人員從回顧該公開內容中可以實施處于所附的權利要求的范圍和精神內的各種其它實施例、改型和變型。
權利要求
1.一種連接器組件，包括罩殼，所述罩殼包括具有端口的前端面，所述端口具有構造成容納電子模塊的開口，所述罩殼包括頂壁、兩個側壁和后壁，所述后壁具有小孔，所述小孔構造成允許空氣穿過；殼體，所述殼體定位在所述罩殼中并包括空氣通路，所述殼體包括與所述端口對齊的卡槽，其中所述后壁的小孔和所述端口經由所述空氣通路連通，從而使得在所述后壁與所述前端面之間形成有空氣通道；和空氣限制段，所述空氣限制段沿所述空氣通道定位，以便增加沿所述空氣通道的氣流阻力，所述空氣限制段具有氣流阻力，使得將模塊插入所述開口而導致所述后壁與所述開口之間的氣流阻力的增加小于50%。
2.如權利要求1所述的連接器組件，其中，所述空氣限制段是板。
3.如權利要求1所述的連接器組件，還包括氣流構件，所述氣流構件包括開口，所述開口與所述前端面對齊并構造成在操作中允許氣流經過插入在所述端口中的模塊。
4.如權利要求3所述的連接器組件，其中，所述氣流構件包括表面，所述表面構造成允許空氣流過所述表面并離開所述氣流構件的開口。
5.如權利要求1所述的連接器組件，其中，所述氣流限制段構造成使得當模塊被插入所述開口時，氣流阻力的增加小于30%。
6.一種連接器組件，包括罩殼，所述罩殼具有后壁和前端面，所述前端面中限定有第一端口和第二端口 ；殼體，所述殼體定位在所述罩殼中，所述殼體具有與所述第一端口及所述第二端口中的每一個分別對齊的卡槽；第一空氣通道，所述第一空氣通道限定在所述后壁與所述第一端口之間；第二空氣通道，所述第二空氣通道限定在所述后壁與所述第二端口之間，其中，所述第一空氣通道和所述第二空氣通道均構造成當模塊被插入相應的端口時，所述第一空氣通道和所述第二空氣通道提供的氣流阻力的增加不會超過50%。
7.如權利要求6所述的連接器組件，其中，所述第一空氣通道通過設置在所述殼體中的第一空氣通路行進，所述第二空氣通道通過設置在所述殼體中的第二空氣通路行進。
8.如權利要求6所述的連接器組件，其中，所述殼體支撐多個薄板，各個薄板支撐多個端子。
9.如權利要求6所述的連接器組件，其中，所述卡槽包括與所述第一端口對應的第一卡槽和與所述第二端口對應的第二卡槽，所述第一卡槽和所述第二卡槽沿豎向疊置。
10.如權利要求8所述的連接器組件，其中，所述多個端子中的一個定位在一個容槽中，所述多個端子中的另一個定位在另一個容槽中。
11.如權利要求6所述的連接器組件，其中，在所述第一空氣通道中定位有第一板，在所述第二空氣通道中定位有第二板。
12.如權利要求11所述的連接器組件，其中，所述第一板具有第一氣流阻力，所述第二板具有第二氣流阻力，且所述第一氣流阻力不同于所述第二氣流阻力。
全文摘要
本發明公開了一種連接器組件，包括罩殼，所述罩殼具有用于容納模塊的多個端口。空氣通道與各個端口相連，并且從罩殼的后壁延伸通過罩殼的前端面。本發明的連接器組件還包括空氣限制段，所述空氣限制段沿所述空氣通道定位，以便增加沿所述空氣通道的氣流阻力，所述空氣限制段具有氣流阻力，使得將模塊插入所述開口而導致所述后壁與所述開口之間的氣流阻力的增加小于50％。根據本發明的連接器組件，空氣通道路徑構造成不管模塊是否被插入相應的端口中，都能夠提供比較一致的氣流。
文檔編號H05K7/20GK102570152SQ20111034299
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月25日 優先權日2010年10月25日
發明者肯特·E·雷尼爾 申請人:莫列斯公司