專利名稱：用于與單板計算機一起使用的楔形鎖和組裝計算機系統的方法
技術領域：
本文描述的實施例一般涉及單板計算機，以及更具體來說涉及將單板計算機固定在工作環境中并提供單板計算機的增強的傳導性冷卻。
背景技術：
隨著諸如計算機的電組裝件變得更為密集地填充以諸如處理器、集成電路、晶體管和其他電子元件的發熱元件，元件過熱變得更可能。這種增加的過熱可能性使得此類組裝件的使用壽命縮短和/或成為此類組裝件的可靠性、可能的最大工作溫度、和/或尺寸的限制因素。機架式安裝的電路板(例如，公知的電組裝件中可使用的那些)一般可以分類成傳導冷卻的電路板或對流冷卻的電路板。至少一些公知的傳導冷卻的電路板包括冷卻板， 該冷卻板放置在電路板的一個表面上并與安裝(例如，焊接)在電路板上的元件接觸。熱管理層在電路板邊緣延伸，以提供布置成接觸散熱裝置的傳導表面。更確切地來說，熱管理層是促進將元件生成的熱向散熱裝置熱傳導的冷卻板的一部分。許多電路板是在高應力環境(例如存在高震動、振動和/或熱的環境)中使用。而且，許多此類電路板仍需要高可用性和可靠性。至少一些公知的對流冷卻的電路板使用風扇或類似部件來將冷卻空氣吹到電路板上以進行散熱。但是，這些風扇可能因震動和/或振動而被搖晃，或可能與其他電元件類似地過熱。此外，風扇可能聚集灰塵和污垢，這減弱了空氣輸出。至少一些公知的傳導冷卻的電路板使用楔形鎖來將電路板固定在工作環境內以及將熱從電路板傳導出去。但是，至少一些公知的楔形鎖與工作環境的熱管理層和/或熱參考表面有小接觸表面積，這將熱集中在增加熱阻的窄熱通路中，從而使得此楔形鎖在將熱從電路板傳導出去時效率較低。

發明內容
在一個方面中，用于與單板計算機一起使用的楔形鎖包括配置成在第一方向中移動的第一部分和配置成響應第一部分的移動在多個方向中移動并促進將單板計算機固定在工作環境中且促進單板計算機的傳導冷卻的第二部分。在另一個方面中，單板計算機包括印刷電路板(PCB)、相對于PCB放置的冷卻板、 和配置成將單板計算機固定在工作環境中的楔形鎖。該楔形鎖包括配置成在第一方向中移動的第一部分和配置成響應第一部分的移動在多個方向中移動并促進促進單板計算機的傳導冷卻的第二部分。在另一個方面中，提供一種用于組裝包括單板計算機的計算機系統的方法，其中， 該單板計算機包括具有第一部分和第二部分的楔形鎖。該方法包括相對于計算機系統的熱參考表面放置單板計算機，以及在第一方向中調整楔形鎖的第一部分以對楔形鎖的第二部分施加力，使得第二部分在多個方向中移動從而將單板計算機固定在計算機系統內并促進單板計算機的傳導冷卻。


圖I是傳導冷卻的單板計算機的示范工作環境的局部頂視圖。圖2是可與圖I中示出的工作環境一起使用的示范單板計算機的透視圖。圖3是圖2中示出的單板計算機的示意性透視圖和可與該單板計算機一起使用的示范楔形鎖的局部分解視圖。圖4是當圖3中示出的楔形鎖位于第一位置時圖2中示出的單板計算機的示意性透視圖。圖5是當圖3中示出的楔形鎖位于第一位置時圖2中示出的單板計算機的第二側的示意性側視圖。圖6是當圖3中示出的楔形鎖位于第二位置時圖2中示出的單板計算機的示意性透視圖。圖7是當圖3中示出的楔形鎖位于第二位置時圖2中示出的單板計算機的第二側的示意性側視圖。
具體實施例方式本文描述了用于在為諸如單板計算機的電子設備提供傳導冷卻時使用的裝置的示范實施例。本文描述的實施例通過增加楔形鎖與卡引導件(card guide)之間的直接接觸的表面積來促進優化從電子設備傳遞出熱的一個或多個熱通路的面積，該卡引導件提供離開電子設備的傳導性傳熱并將電子設備固定在工作環境內。增加直接接觸的表面積還通過減少電子設備的冷卻元件和卡引導件的熱阻而促進優化從電子設備離開的傳熱。本文所使用的術語“熱”可以指任何適合的熱相關的測量。例如，可以將“熱”測量為以例如焦耳為單位的能量的量值。或者，“熱”可以測量為在單位時間內從一個表面傳遞到另一個表面的熱的量值(即，熱通量)，并以例如瓦特為單位來表示。上文這些示例僅是示范性的，并因此無意以任何形式限制術語“熱”的定義和/或含義。圖I是傳導冷卻的單板計算機(未示出)的示范工作環境100的局部頂視圖。在一些實施例中，工作環境100適于可能產生高強度的震動、振動和熱的嚴酷環境，例如軍事環境、航空電子環境、和/或鐵路環境。工作環境100包括多個槽102，這些槽102的尺寸各設為在其中接收相應的單板計算機。每個槽102包括一個或多個第一連接器104，該一個或多個第一連接器104連接到工作環境100的背板106。而且，每個槽102包括多個卡引導件， 如第一卡引導件108和與第一卡引導件108相對的第二卡引導件110。第一卡引導件和第二卡引導件108和110通過熱參考表面和楔形鎖表面促進單板計算機的傳導冷卻。例如，如圖I中示出的，第一卡引導件108包括促進經由熱通路進行傳導冷卻的熱參考表面112，而第二卡引導件HO包括促進經由另一個熱通路進行傳導冷卻的楔形鎖表面114。在備選實施例中，第引導件108包括楔形鎖表面114而第二卡引導件110包括熱參考表面112。 在示范實施例中，僅經由傳導冷卻而不經由空氣移動來對單板計算機進行冷卻。因此，在該示范實施例中，單板計算機生成的所有熱均由第一卡引導件和第二卡引導件108和110、經由熱參考表面112和楔形鎖表面114傳遞到周圍環境或任何其他冷卻環境。但是，除了傳
5導冷卻外，備選實施例可包括對單板計算機進行冷卻的其他方法。楔形鎖表面114還促進將單板計算機固定在槽102內，正如下文更詳細地描述的。圖2是可與工作環境100(圖I中示出)一起使用的示范單板計算機200的透視圖。在示范實施例中，計算機200包括冷卻板202和放置在冷卻板202內的印刷電路板 (PCB) 204。冷卻板202包括第一側206和相對的第二側208。第一側和第二側206和208 各包括促進將計算機200固定在工作環境100內的楔形鎖(圖2中未示出)。更確切地來說，這些楔形鎖促進使用第一卡引導件和第二卡引導件108和110(圖I中示出)將計算機 200固定在指定的槽102(圖I中示出)之內。而且，這些楔形鎖促進將由PCB 204生成的熱傳遞到計算機200之外的第一卡引導件和第二卡引導件108和110。在示范實施例中，冷卻板202還包括前端210和相對的后端212。沿著后端212提供第二連接器214并將第二連接器214配置成耦合到第一連接器104(圖I中示出)，以用于在工作環境100和計算機 200之間傳輸電力和數據信號。圖3是單板計算機200的示意性透視圖和可與計算機200 —起使用的示范楔形鎖 300的局部分解視圖。在示范實施例中，冷卻板202至少部分地沿著計算機200的頂面216 延伸。冷卻板202促進將熱從PCB 204(圖2中示出)傳遞出去，以維持計算機200的期望工作溫度。在示范實施例中，冷卻板202包括末端楔形部218和外邊緣表面220。而且，熱管理層222至少部分地沿著計算機200的底面224延伸。更確切地來說，熱管理層222是冷卻板202的一部分，其放置成與第一卡引導件和第二卡引導件108和110(圖I中示出) 的內表面(未示出)接觸，以促進將熱傳遞到第一卡引導件和第二卡引導件108和110并傳遞到周圍環境或其他冷卻環境中。在示范實施例中，楔形鎖300包括第一部分302和第二部分304。第一部分302包括第一端306和相對的第二端308，并放置在計算機200的前端210(圖2中示出)附近。 第一部分302可移動地耦合到冷卻板202，并且配置成在第一方向(如沿著第一軸310)中移動。例如，在第一部分302的底面(未不出)中形成一個或多個孔(未不出)，并且該一個或多個孔的尺寸各設為在其中接收相應的緊固機構312。此外，冷卻板202包括一個或多個孔226，該一個或多個孔226各放置在第一部分302的相應孔下方并且尺寸設為在其中接收相應的緊固機構312以促進將第一部分302耦合到冷卻板202。冷卻板202還包括尺寸設為插入到第一部分302的底面中形成的開口(未示出)中的塊狀部228。塊狀部228促進限制第一部分302在第一方向中的移動量。第一部分302的第一端306包括在其中形成的開口 314。開口 314的尺寸設為在其中接收螺釘316。當螺釘316繞著第一軸310旋轉時，由于在第一部分302上引起的力，使第一部分302在第一方向中移動。第一部分302的第二端308還包括尺寸設為在其中接收第一定位銷318以促進將第二部分304固定在楔形鎖300內的開口(未示出)。在示范實施例中，第二部分304包括第一端320和相對的第二端322連同限定于它們之間的本體324。第一端320與第一部分302的第二端308至少部分地平齊接觸。而且，第二端308和第一端320各按相同的角度形成。在第一端320中限定開口 326，并將其尺寸設為在其中接收第一定位銷318。開口 326的形狀設為引導第二部分304的移動，正如下文更詳細地描述的。第二端322也包括開口 328，其尺寸設為在其中接收第二定位銷330。 第二定位銷330也插入到末端楔形部218中，以相似的方式引導第二部分304的移動。第二部分304的底面332與外邊緣表面220至少部分平齊接觸以促進將由PCB 204生成的熱傳遞到第二部分304。圖4是單板計算機200的示意性透視圖，以及圖5是計算機200的第二側208的示意性側視圖。確切地來說，圖4和圖5圖示了楔形鎖300的第一位置或停留位置，其中螺釘316尚未繞第一軸310旋轉。如圖4和圖5中不出的，第一部分第二端308和第二部分第一端320基本平齊。第二部分第二端322相對于末端楔形部218放置，以便在其之間限定間隙。此外，底面332和外邊緣表面220 (均在圖3中示出)基本平齊。圖6是單板計算機200的示意性透視圖，以及圖7是計算機200的第二側208的示意性側視圖。確切地來說，圖6和圖7圖示了楔形鎖300的第二位置或夾緊位置，其中因力矩My已使螺釘316繞著第一軸310旋轉。繞著第一軸310旋轉螺釘316通過第一力Fy 使第一部分302在第一方向中移動，并在第二部分304上引起第二力Fz。在示范實施例中， 第二力Fz是沿著與第一軸310垂直的第二軸334的夾緊力。例如，第二力Fz是包含多個分量的力向量，所述多個分量例如是沿著第一軸310的第一分量、沿著第二軸334的第二分量、和沿著第三軸336的第三分量。這些分量之和產生第二力Fz的幅度和第二力Fz的方向。而且，第二力Fz使第二部分304在多個方向中移動，所述多個方向包括由于第一力向量分量導致的沿著第一軸310的第一方向、由于第二力向量分量導致的沿著第二軸334的第二方向、以及由于第三力向量分量導致的沿著與第一軸310和第二軸334垂直的第三軸 336的第三方向。更確切地來說，第一部分302的移動使得第二部分304在沿著第一軸310的第一方向中移動。而且，由于第一部分第二端308和第二部分第一端320的相對傾斜形狀以及類似地由于第二部分第二端322與末端楔形部218的相對傾斜形狀，第一部分302的移動使得第二部分304在沿著第二軸334的第二方向中移動。此外，第二端322相對于末端楔形部218移動以減少它們之間的間隙，在一些實施例中，以使得第二端322的至少一部分與末端楔形部218的至少一部分基本平齊。第二部分304在第二方向中的移動也是由于底面 332(在圖3中示出)與外邊緣表面220的相對傾斜形狀所導致的。而且，第二部分在沿著第三軸336的第三方向中的移動是由于底面332與外邊緣220的相對傾斜形狀所導致的。在示范實施例中，單板計算機200(以及更確切來說，楔形鎖300)提供了熱從PCB 24(在圖2中示出)傳導出去到第一卡引導件108(在圖I中示出)和第二卡引導件110的多個熱通路。第一熱通路338包括冷卻板202和第二部分304。第二熱通路340僅包括冷卻板202。使得第二部分304能夠直接接觸第二卡引導件110，這直接提供了楔形鎖300與第二卡引導件110之間接觸的更大表面積，從而促進增強從PCB204向外的傳熱。而且，第二部分本體324的大致三角形狀提供了冷卻板202與熱管理層222之間的優化的剖面面積， 例如增加的剖面面積，從而增強從PCB 204向外的傳熱。這些因素的每個因素還優化(例如，減少)計算機200和楔形鎖300的熱阻，這進一步增強從PCB 204向外的傳熱。上文詳細地描述了在對單板計算機進行傳導冷卻中使用的裝置的示范實施例。這些裝置不限于本文描述的特定實施例，而是相反，可以彼此獨立地和分離地利用本文描述的這些方法的操作和/或系統和/或裝置的元件。而且，可以在其他系統、方法和/或裝置中定義或與之組合來使用描述的操作和/或元件，并且描述的操作和/或元件不限于僅與本文描述的系統、方法、和存儲媒體結合來實踐。
除非另行指出，否則本文圖示和描述的本發明實施例中的操作的運行或執行的次序并非必需如此。即，除非另行指定，否則這些操作可以按任何次序來執行，并且本發明的實施例可以包括比本文公開的操作更多或更少的操作。例如，可設想將具體操作在另一個操作之前、與之同時或之后運行或執行，這都落在本發明的多個方面以內。當介紹本發明方面或其實施例的部件時，冠詞“一”、“該”和“所述”應表示存在一個或多個部件。術語“包括”、“包含”和“具有”應是涵蓋性的，并且表示可能存在所列部件之外的附加部件。本書面描述使用示例來公開包括最佳模式的本發明，以及還使本領域技術人員能實踐本發明，包括制作和使用任何裝置或系統及執行任何結合的方法。本發明可取得專利的范圍由權利要求定義，且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果此類其它示例具有與權利要求字面語言無不同的結構要素，或者如果它們包括與權利要求文字語言無實質不同的等效結構要素，則它們規定為在權利要求的范圍之內。
權利要求
1.一種用于與單板計算機一起使用的楔形鎖，所述楔形鎖包括第一部分，其配置成在第一方向中移動；以及第二部分，其配置成響應所述第一部分的所述移動在多個方向中移動，并促進將所述單板計算機固定在工作環境中以及促進所述單板計算機的傳導冷卻。
2.根據權利要求I所述的楔形鎖，其中，所述第一部分包括第一端和第二端，所述第一端限定開口，所述開口的尺寸設為在其中接收緊固機構以使得所述第一部分在所述第一方向中移動。
3.根據權利要求2所述的楔形鎖，其中，所述第一部分的所述移動引起所述第二部分上的力，所述力包括使所述第二部分在所述第一方向中移動的第一分量。
4.根據權利要求2所述的楔形鎖，其中，所述第二部分包括第一端和第二端，所述第二部分第一端至少部分地接觸所述第一部分第二端，在所述第二部分上引起的所述力還包括使所述第二部分在與所述第一方向垂直的第二方向中移動的第二分量。
5.根據權利要求4所述的楔形鎖，其中，所述單板計算機包括冷卻板，所述冷卻板包括末端楔形部，所述力的所述第二分量使所述第二部分在所述第二方向中移動，以使得所述第二部分第二端至少部分地接觸所述末端楔形部，在所述第二部分上引起的所述力還包括使所述第二部分在第三方向中移動的第三分量，所述第三方向與所述第一方向和所述第二方向垂直。
6.根據權利要求5所述的楔形鎖，其中，所述冷卻板還包括外邊緣表面，所述第二部分還包括至少部分地接觸所述外邊緣表面的底面，在所述第二部分上引起的所述力的所述第三分量使所述第二部分沿著所述外邊緣表面在所述第三方向中移動。
7.根據權利要求6所述的楔形鎖，其中，所述第二部分在所述第三方向中的所述移動促進將所述單板計算機固定在所述工作環境中。
8.—種單板計算機,包括印刷電路板(PCB)；冷卻板，其相對于所述PCB放置；以及楔形鎖，其配置成將所述單板計算機固定在工作環境中，所述楔形鎖包括第一部分，其配置成在第一方向中移動；以及第二部分，其配置成響應所述第一部分的所述移動在多個方向中移動并促進所述單板計算機的傳導冷卻。
9.根據權利要求8所述的單板計算機，其中，所述楔形鎖提供能夠消除由所述PCB產生的熱的第一熱通路，所述第一熱通路包括所述冷卻板和所述第二部分。
10.根據權利要求9所述的單板計算機，其中，所述楔形鎖提供能夠消除由所述PCB產生的熱的第二熱通路，所述第二熱通路包括所述冷卻板。
11.根據權利要求8所述的單板計算機，其中，所述第一部分配置成在所述第一方向中移動以引起所述第二部分上的力，所述力包括使所述第二部分在所述第一方向中移動的第一分量。
12.根據權利要求11所述的單板計算機，其中，所述第二部分包括第一端和第二端，所述第一端至少部分地接觸所述第一部分，在所述第二部分上引起的所述力還包括使所述第二部分在與所述第一方向垂直的第二方向中移動的第二分量。
13.根據權利要求12所述的單板計算機，其中，所述冷卻板包括末端楔形部，所述力的所述第二分量使所述第二部分在所述第二方向中移動，以使得所述第二部分第二端至少部分地接觸所述末端楔形部，在所述第二部分上引起的所述力還包括使所述第二部分在第三方向中移動的第三分量，所述第三方向與所述第一方向和所述第二方向垂直。
14.根據權利要求13所述的單板計算機，其中，所述冷卻板還包括外邊緣表面，所述第二部分還包括至少部分地接觸所述外邊緣表面的底面，在所述第二部分上引起的所述力的所述第三分量使所述第二部分沿著所述外邊緣表面在所述第三方向中移動。
15.根據權利要求14所述的單板計算機，其中，所述第二部分在所述第三方向中的所述移動促進將所述單板計算機固定在所述工作環境中。
16.一種組裝包括單板計算機的計算機系統的方法，所述單板計算機包括具有第一部分和第二部分的楔形鎖，所述方法包括相對于所述計算機系統的熱參考表面放置所述單板計算機；以及在第一方向中調整所述楔形鎖的所述第一部分以對所述楔形鎖的所述第二部分施加力，使得所述第二部分在多個方向中移動從而將所述單板計算機固定在所述計算機系統內并且促進所述單板計算機的傳導冷卻。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，調整所述第一部分包括繞著在所述第一方向中延伸的第一軸旋轉螺釘，以使得所述第一部分對所述第二部分施加所述力，所述力包括使所述第二部分在所述第一方向中移動的第一分量。
18.根據權利要求17所述的方法，其中，調整所述第一部分包括繞著在所述第一方向中延伸的第一軸旋轉螺釘，以使得所述第一部分對所述第二部分施加所述力，所述力還包括使所述第二部分在與所述第一方向垂直的第二方向中移動的第二分量。
19.根據權利要求18所述的方法，其中，調整所述第一部分包括繞著所述第一軸旋轉所述螺釘，以使得所述第一部分對所述第二部分施加所述力，所述力還包括使所述第二部分在第三方向中移動的第三分量，所述第三方向與所述第一方向和所述第二方向垂直。
20.根據權利要求16所述的方法，其中，所述單板計算機還包括冷卻板，所述相對于熱參考表面放置所述單板計算機促進提供第一熱通路和第二熱通路，所述第一熱通路包括所述冷卻板和所述楔形鎖的所述第二部分以及所述第二熱通路僅包括所述冷卻板。
全文摘要
本發明涉及“用于與單板計算機一起使用的楔形鎖和組裝計算機系統的方法”。用于與單板計算機一起使用的楔形鎖包括第一部分和第二部分，該第一部分配置成在第一方向中移動，以及該第二部分配置成響應第一部分的移動在多個方向中移動并促進將單板計算機固定在工作環境中以及促進單板計算機的傳導冷卻。
文檔編號G06F1/18GK102609056SQ201110366079
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月3日 優先權日2010年11月4日
發明者B.施珀雷爾 申請人:通用電氣智能平臺有限責任兩合公司