ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ ПЕЧАТНОЙ ПЛАТЫ И ГЕРМЕТИЧНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОРПУС, СОДЕРЖАЩИЙ ОДИН ТАКОЙ СОЕДИНИТЕЛЬ Российский патент 2011 года по МПК H01R12/72 H05K1/00 

Предпосылки изобретения

Изобретение относится к электрическому соединителю, предназначенному для соединения с краем печатной платы, причем первая поверхность платы помещена в контакт с основанием. Указанный соединитель содержит, по меньшей мере, одну металлическую пластину, предназначенную для вхождения в контакт с электрическим проводником, расположенным на второй поверхности печатной платы, и, по меньшей мере, одно крепежное средство, предназначенное для прикрепления электрического соединителя к краю печатной платы.

Изобретение также относится к корпусу, содержащему печатную плату, с которой соединен такой электрический соединитель.

Предшествующий уровень техники

Использование электрических соединителей, соединяющихся с краем печатной платы, широко распространено, в частности, в области компьютерных аппаратных средств. Эти соединители обычно содержат одну или более металлических пластин, которые входят в контакт с одним или более электрических проводников, расположенных на одной или двух поверхностях печатной платы. Форму металлической пластины конфигурируют таким образом, чтобы прилагать достаточную контактную силу для хорошей электрической проводимости между соединителем и электрической схемой.

Обычно в корпус помещают дополнительное средство, позволяющее закреплять плату на основании. Основание содержит, например, механические зажимы, взаимодействующие с печатной платой для удерживания последней в нужном положении.

Электрический соединитель или соединители обычно соединяют с печатной платой после того, как последнюю устанавливают на основание.

Механическое и электрическое соединение платы и соединителя, таким образом, требуют нескольких отдельных средств. Кроме того, необходимо несколько операций сборки, что увеличивает время, требуемое для электрического и механического монтажа печатной платы в корпусе.

Сущность изобретения

Таким образом, целью изобретения является устранение недостатков предшествующего уровня техники посредством предложения электрического соединителя, содержащего крепежные средства на плате, которые используются просто и быстро.

Электрический соединитель, соответствующий изобретению, содержит, по меньшей мере, одну металлическую пластину, предназначенную для приложения удерживающей силы к печатной плате для удерживания последней в контакте с основанием, при этом перемещение электрического соединителя и печатной платы ограничено, по меньшей мере, в одном направлении, перпендикулярном поверхностям печатной платы.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, по меньшей мере, одно крепежное средство содержит, по меньшей мере, одну первую крепежную поверхность, предназначенную для взаимодействия с установочным средством основания.

Предпочтительно расстояние, отделяющее металлическую пластину и первую крепежную поверхность, больше толщины края печатной платы.

Согласно одному варианту осуществления изобретения печатная плата приспособлена для захвата опосредованно между металлической пластиной и указанной, по меньшей мере, первой крепежной поверхностью, причем часть основания помещается между металлической пластиной и указанной, по меньшей мере, первой крепежной поверхностью.

Предпочтительно указанное, по меньшей мере, одно крепежное средство содержит, по меньшей мере, одну вторую крепежную поверхность, причем расстояние, отделяющее металлическую пластину и вторую крепежную поверхность, по существу равно толщине края печатной платы.

Предпочтительно печатная плата приспособлена для захвата непосредственно между металлической пластиной и указанной, по меньшей мере, второй крепежной поверхностью.

Предпочтительно электрический соединитель содержит, по меньшей мере, одну защелкивающуюся зону, предназначенную для взаимодействия, по меньшей мере, с одним защелкивающимся средством основания, при этом перемещение электрического соединителя ограничивается, по меньшей мере, в одном направлении, параллельном поверхностям печатной платы.

В конкретном варианте осуществления изобретения электрический соединитель содержит, по меньшей мере, два изолирующих центрирующих пальца, расположенных параллельно на каждой стороне указанной, по меньшей мере, одной металлической пластины, причем каждый центрирующий палец имеет переднюю поверхность, обращенную ко второй поверхности печатной платы.

Предпочтительно центрирующие пальцы имеют бóльшую длину, чем указанная, по меньшей мере, одна металлическая пластина.

Предпочтительно центрирующие пальцы содержат наклонную плоскость на уровне их передней поверхности, перпендикулярной поверхностям печатной платы.

В конкретном варианте осуществления изобретения соединитель содержит несколько металлических пластин, причем каждая металлическая пластина приспособлена для соединения с электрическим проводником печатной платы.

Предпочтительно металлические пластины отделены изолирующими разделительными пальцами, расположенными параллельно указанным пластинам.

Предпочтительно разделительные пальцы имеют меньшую длину, чем металлические пластины.

Предпочтительно каждая металлическая пластина гибкая.

Предпочтительно соединитель содержит, по меньшей мере, одну электрическую контрольную зону, обеспечивающую доступ к неизолированной электрической поверхности, соединенной с металлической пластиной.

Электрический корпус, соответствующий изобретению, содержит печатную плату, соединенную, по меньшей мере, с одним электрическим соединителем, описанным выше. Указанная плата расположена на основании, ограничивая, по меньшей мере, один первый внутренний замкнутый объем внутри основания. Корпус содержит крышку, предназначенную для закрывания печатной платы, расположенной на указанном основании, и ограничивающую, по меньшей мере, один второй внутренний замкнутый объем между крышкой и второй поверхностью печатной платы. Крышка содержит внутреннюю установочную периферийную поверхность, взаимодействующую с внешней периферийной поверхностью, сформированной краем печатной платы и указанным, по меньшей мере, одним электрическим соединителем, соединенным с указанным краем таким образом, чтобы уменьшать потоки загрязняющих частиц, поступающих в первый и второй замкнутые объемы.

Предпочтительно крышка содержит внутреннюю изолирующую стенку, разделяющую первый внутренний ограниченный объем на два внутренних ограниченных подобъема и предотвращающую прохождение потоков загрязняющих частиц из первого ограниченного подобъема в другой.

Предпочтительно металлические пластины, изолирующие разделительные пальцы и изолирующие центрирующие пальцы электрического соединителя или соединителей расположены в одном ограниченном подобъеме.

Краткое описание чертежей

Другие преимущества и признаки будут лучше понятны при ознакомлении с нижеследующим описанием конкретных вариантов осуществления изобретения, данных только как не вносящие ограничений примеры и представленных на прилагаемых чертежах, на которых:

фиг.1 - схематический вид сечения электрического соединителя, расположенного на основании согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения;

фиг.2 - схематический вид сечения электрического соединителя, расположенного на основании согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения;

фиг.3 - схематический вид сечения корпуса, содержащего электрический соединитель, соответствующий показанному на фиг.2;

фиг.4 - схематический вид сечения альтернативного варианта выполнения корпуса, соответствующего показанному на фиг.3;

фиг.5 и 6 - виды в перспективе соединителя, соответствующего показанному на фиг.2;

фиг.7-9 - виды в перспективе соединителя, соответствующего показанному на фиг.2, в ходе расположения на печатной плате;

фиг.10 - подробный вид сечения соединителя, соответствующего изобретению, помещенного в герметичный корпус.

Подробное описание варианта осуществления изобретения

Как показано на фиг.1, согласно первому варианту осуществления изобретения электрический соединитель 1 содержит корпус 10, в котором первый конец, по меньшей мере, одной металлической пластины 11 соединен с проводником 17. Указанная, по меньшей мере, одна металлическая пластина предпочтительно гибкая.

Проводник 17, который предпочтительно гибкий, приспособлен для соединения с другим электрическим компонентом или приспособлен для приваривания непосредственно к электрическому компоненту. Металлическая пластина 11 и проводник 17, например, запрессованы в корпус 10, который выполнен из изолирующего материала.

Электрический соединитель 1, соответствующий изобретению, приспособлен для соединения с краем 20 печатной платы 2, имеющей первую поверхность 2a, помещенную в контакт с основанием 3.

Второй конец металлической пластины 11 приспособлен для вхождения в электрический контакт с электрическим проводником 21, расположенным на второй поверхности 2b печатной платы 2. Электрический соединитель 1 содержит, по меньшей мере, одно крепежное средство 12, предназначенное для прикрепления указанного соединителя к краю печатной платы 2. Кроме того, крепежные средства 12 предназначены для прикрепления указанного соединителя к основанию 3. Когда соединитель помещен на край печатной платы, указанная, по меньшей мере, одна металлическая пластина 11 имеет такую форму, что она способна прилагать удерживающую силу Fp к печатной плате 2 для удерживания последней в контакте с основанием 3. Например, металлическая пластина, предпочтительно, имеет форму половины петли. Приложение удерживающей силы Fp позволяет ограничивать перемещение электрического соединителя 1 и печатной платы 2, по меньшей мере, в одном направлении Z, перпендикулярном поверхностям 2a, 2b печатной платы 2. Удерживающая сила Fp в зависимости от ее интенсивности может предотвращать перемещение электрического соединителя 1 и печатной платы 2 относительно основания 3.

Указанное, по меньшей мере, одно крепежное средство 12 соединителя содержит, по меньшей мере, одну первую крепежную поверхность 122, которая взаимодействует с установочным средством 31 основания 3. Каждое крепежное средство может иметь форму элемента, который выступает от сторон соединителя 1. Установочные средства 31 могут иметь форму пальцев. Выступающие элементы имеют, по меньшей мере, одну плоскую поверхность, которая входит в контакт с пальцами основания для предотвращения перемещения соединителя относительно основания.

Согласно одному варианту осуществления изобретения соединитель содержит два крепежных средства 12, расположенных симметрично относительно плоскости симметрии указанного соединителя.

Согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, как показано на фиг.1, расстояние, отделяющее металлическую пластину 11 и первую крепежную поверхность 122, больше толщины края 20 печатной платы 2. Печатная плата 2 фактически защемляется опосредованно между металлической пластиной 11 и указанной, по меньшей мере, первой крепежной поверхностью 122. Часть основания 3 фактически помещена между металлической пластиной 11 и указанной, по меньшей мере, первой крепежной поверхностью 122. Таким образом, благодаря действию удерживающей силы Fp эта часть основания 3, таким образом, также защемляется между металлической пластиной 11, печатной платой 2 и указанной, по меньшей мере, первой крепежной поверхностью 122.

Согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения, показанному на фиг.2, указанное, по меньшей мере, одно крепежное средство 12 электрического соединителя 1 содержит, по меньшей мере, одну вторую крепежную поверхность 123. Расстояние, отделяющее металлическую пластину 11 и вторую крепежную поверхность 123, по существу равно толщине края 20 печатной платы 2. Когда соединитель расположен на краю печатной платы, печатная плата 2 захвачена непосредственно между металлической пластиной 11 и указанной, по меньшей мере, второй крепежной поверхностью 123. Указанная, по меньшей мере, одна первая крепежная поверхность 122 работает во взаимодействии с установочным средством 31 основания 3.

Таким образом, согласно всем вариантам осуществления изобретения, когда электрический соединитель 1 помещен на край печатной платы, металлическая пластина или пластины входит или входят в контакт с проводником 21 печатной платы 2. Удерживающая сила Fp, прилагаемая металлической пластиной, в таком случае достаточна для получения низкого электрического контактного сопротивления между соединителем 1 и проводником 21 печатной платы 2. Кроме того, удерживающая сила Fp также достаточна для закрепления печатной платы 2 на основании 3. Удерживающая сила Fp главным образом возникает вследствие деформации металлической пластины 11 в момент, когда соединитель 1 соединяют с печатной платой 2, помещенной на основание 3.

Как показано на фиг.7, электрический соединитель 1 содержит защелкивающуюся зону 18, предназначенную для взаимодействия, по меньшей мере, с одним защелкивающимся средством 32 основания 3. Это взаимодействие защелкивающейся зоны 18 и указанного, по меньшей мере, одного защелкивающегося средства позволяет ограничивать перемещение электрического соединителя 1, по меньшей мере, в одном направлении X, параллельном поверхностям 2a, 2b печатной платы 2. Согласно предпочтительным вариантам осуществления изобретения, показанным на фиг.5-9, каждый электрический соединитель приспособлен для взаимодействия с двумя защелкивающимися средствами 32. Защелкивающиеся средства 32 расположены на концах установочных средств 31 основания 3. Выступающий элемент каждого установочного средства 31 содержит защелку на одном свободном конце, причем защелка сама устанавливается в нужное положение в защелкивающейся зоне 18, расположенной на тыльной стороне электрического соединителя 1, когда последний присоединяют.

Как показано на фиг.5, электрический соединитель 1 содержит, по меньшей мере, два изолирующих центрирующих пальца 15, расположенных параллельно на каждой стороне, указанной, по меньшей мере, одной металлической пластины 11. Каждый центрирующий палец 15 содержит переднюю поверхность 155, обращенную к второй поверхности 2b печатной платы 2. Центрирующие пальцы 15 предпочтительно имеют бóльшую длину, чем указанная, по меньшей мере, одна металлическая пластина 11. Эта геометрическая конфигурация позволяет обеспечивать механическую защиту указанной пластины в момент соединения соединителя с краем 20 печатной платы 2.

Согласно альтернативному варианту выполнения центрирующего пальца 15 последний содержит наклонную плоскость 156 на уровне его передней поверхности 157, перпендикулярной поверхностям 2a, 2b печатной платы 2. Эта наклонная плоскость облегчает вставку электрического соединителя 1 на край 20 печатной платы 1.

Согласно предпочтительным вариантам осуществления изобретения, как показано на фиг.1-9, электрический соединитель 1 содержит несколько металлических пластин 11. Каждая металлическая пластина 11 предназначена для соединения с электрическим проводником 21 печатной платы 2. Металлические пластины 11 в этом случае отделены разделительными пальцами 14, расположенными параллельно указанным пластинам. Разделительные пальцы 14 предпочтительно имеют меньшую длину, чем металлические пластины 11.

Согласно альтернативному варианту выполнения электрического соединителя, соответствующему другим вариантам осуществления изобретения, электрический соединитель 1 содержит, по меньшей мере, одну электрическую контрольную зону 16, соответственно, соединенную с металлической пластиной 11. Корпус 10 соединителя 1, который выполнен из изолирующего материала, содержит отверстия, дающие доступ к неизолированной электрической поверхности, соединенной с металлической пластиной 11. Эти отверстия предпочтительно расположены на поверхности соединителя, противоположной поверхности, которая находится в контакте с краем 20 печатной платы 2.

Изобретение также касается электрического корпуса, содержащего печатную плату 2, соединенную, по меньшей мере, с одним электрическим соединителем 1, описанным выше. Указанная плата расположена на основании 3, ограничивая, по меньшей мере, один первый внутренний замкнутый объем 8 внутри основания 3.

Корпус также содержит крышку 4, предназначенную для закрывания печатной платы 2, расположенной на указанном основании. Печатная плата 2 содержит электронную схему, расположенную на поверхностях 2a, 2b указанной платы. Расположение крышки 4 на печатной плате 2 обеспечивает создание, по меньшей мере, одного второго внутреннего ограниченного объема 7 между крышкой 4 и второй поверхностью 2b печатной платы 2.

Крышка 4 содержит внутреннюю установочную периферийную поверхность, имеющую форму, которая задана таким образом, чтобы взаимодействовать с внешней периферийной поверхностью, формируемой краем 20 печатной платы 2, с которым соединяется указанный, по меньшей мере, один электрический соединитель 1.

Внешняя периферийная поверхность расположена в плоскости, параллельной поверхностям 2a, 2b печатной платы 2. Эта внешняя периферийная поверхность предпочтительно расположена в плоскости, которая, по существу, совпадает с плоскостью печатной платы 2.

Согласно одному варианту осуществления изобретения внешняя периферийная поверхность непрерывно находится в контакте с краем печатной платы, с которым соединяется, по меньшей мере, один электрический соединитель 1. Первый и второй ограниченные объемы 8, 7, таким образом, изолированы относительно внешнего объема 6 корпуса.

Согласно одному варианту осуществления изобретения электрическая схема электрического корпуса предназначена для управления распределительными устройствами, такими как автоматические выключатели. Каждый электрический соединитель 1 может быть соединен через проводники 17 с датчиком тока, установленным в электрической линии. Корпус обычно размещается в зоне вблизи зоны размыкания выключателя. Когда происходит выключение тока, присутствие ионизированных газов может повреждать электрические компоненты электрической цепи управления.

Как показано на фиг.3 и 4, точно отрегулированное расположение внутренней периферийной поверхности крышки относительно внешней периферийной поверхности печатной платы 2 и приложение удерживающей силы Fp, удерживающей указанную плату и основание 3 в контакте, делает возможным значительное снижение риска образования потоков 9A, 9B загрязняющих частиц, поступающих в указанные внутренние ограниченные объемы 8, 7. Электрические или электронные компоненты, расположенные на поверхностях 2a, 2b печатной платы 2, таким образом, защищены.

Согласно альтернативному варианту выполнения крышки 4, по меньшей мере, одна изолирующая стенка 41 разделяет первый внутренний ограниченный объем 7 на два внутренних ограниченных подобъема 7A, 7B. Эта внутренняя стенка 41 создает дополнительное препятствие, предотвращающее прохождение потоков 9B загрязняющих частиц из первого ограниченного объема в другой.

Согласно альтернативному варианту выполнения электрического корпуса электрические пластины 11, изолирующие разделительные пальцы 14 и изолирующие центрирующие пальцы 15 электрического соединителя или соединителей 1 предпочтительно расположены в одном ограниченном подобъеме 7A.

Электрический соединитель (1) предназначен для соединения с краем (20) печатной платы (2), первая поверхность (2а) которой находится в контакте с основанием (3). Соединитель содержит, по меньшей мере, одну металлическую пластину (11), предназначенную для вхождения в контакт с электрическим проводником (21), расположенным на второй поверхности (2b) печатной платы (2), и, по меньшей мере, одно крепежное средство (12), предназначенное для закрепления электрического соединителя (1) на краю печатной платы (2). Указанная, по меньшей мере, одна металлическая пластина (11) предназначена для приложения удерживающей силы (Fp) к печатной плате (2) для удерживания последней в контакте с основанием (3), при этом перемещение электрического соединителя и печатной платы (2) ограничено, по меньшей мере, в одном направлении (Z), перпендикулярном поверхностям (2а, 2b) печатной платы (2). Технический результат - упрощение сборки и монтажа. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Электрический соединитель (1), предназначенный для соединения с краем (20) печатной платы (2), первая поверхность (2а) которой находится в контакте с основанием (3), содержащий,
по меньшей мере, одну металлическую пластину (11), предназначенную для вхождения в контакт с электрическим проводником (21), расположенным на второй поверхности (2b) печатной платы (2),
по меньшей мере, одно крепежное средство (12), предназначенное для закрепления электрического соединителя (1) на краю печатной платы (2),
отличающийся тем, что указанная, по меньшей мере, одна металлическая пластина (11) предназначена для приложения удерживающей силы (Fp) к печатной плате (2) для удерживания последней в контакте с основанием (3) и ограничения перемещения электрического соединителя и печатной платы (2) относительно основания (3), по меньшей мере, в одном направлении (Z), перпендикулярном поверхностям (2а, 2b) печатной платы (2).

2. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что указанное, по меньшей мере, одно крепежное средство (12) содержит, по меньшей мере, одну первую крепежную поверхность (122), предназначенную для взаимодействия с установочным средством (31) основания (3).

3. Электрический соединитель по п.2, отличающийся тем, что расстояние, отделяющее металлическую пластину (11) и первую крепежную поверхность (122), больше толщины края (20) печатной платы (2).

4. Электрический соединитель по п.3, отличающийся тем, что печатная плата (2) приспособлена для ее захвата опосредованно между металлической пластиной (11) и указанной, по меньшей мере, первой крепежной поверхностью (122), причем часть основания (3) помещается между металлической пластиной (11) и указанной, по меньшей мере, первой крепежной поверхностью.

5. Электрический соединитель по п.2, отличающийся тем, что указанное, по меньшей мере, одно крепежное средство (13) содержит, по меньшей мере, одну вторую крепежную поверхность (123), причем расстояние, отделяющее металлическую пластину и вторую крепежную поверхность (123), по существу, равно толщине края (20) печатной платы (2).

6. Электрический соединитель по п.5, отличающийся тем, что печатная плата (2) приспособлена для ее захвата непосредственно между металлической пластиной (11) и указанной, по меньшей мере, второй крепежной поверхностью (123).

7. Электрический соединитель по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он содержит защелкивающуюся зону (18), предназначенную для взаимодействия с, по меньшей мере, одним защелкивающимся средством (32) основания (3) с ограничением, при этом перемещения электрического соединителя (1) происходит, по меньшей мере, в одном направлении (X), параллельном поверхностям (2а, 2b) печатной платы (2).

8. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, два изолированных центрирующих пальца (15), расположенных параллельно на каждой стороне указанной, по меньшей мере, одной металлической пластины (11), причем каждый центрирующий палец (15) имеет переднюю поверхность (155), обращенную ко второй поверхности (2b) печатной платы (2).

9. Электрический соединитель по п.8, отличающийся тем, что центрирующие пальцы (15) имеют большую длину, чем указанная, по меньшей мере, одна металлическая пластина (11).

10. Электрический соединитель по п.7 или 8, отличающийся тем, что центрирующие пальцы (15) содержат наклонную плоскость (156) на уровне их передней поверхности (157), перпендикулярной поверхностям (2а, 2b) печатной платы (2).

11. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что он содержит несколько металлических пластин (11), причем каждая металлическая пластина приспособлена для соединения с электрическим проводником печатной платы (2).

12. Электрический соединитель по п.11, отличающийся тем, что металлические пластины (2) отделены изолирующими разделительными пальцами (14), расположенными параллельно указанным пластинам.

13. Электрический соединитель по п.12, отличающийся тем, что разделительные пальцы (14) имеют меньшую длину, чем металлические пластины (11).

14. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что каждая металлическая пластина (11) гибкая.

15. Электрический соединитель по п.1, отличающийся тем, что он содержит, по меньшей мере, одну электрическую контрольную зону (16), обеспечивающую доступ к поверхности неизолированной электрической поверхности, соединенной с металлической пластиной (11).

16. Электрический корпус, содержащий:
печатную плату (2), соединенную, по меньшей мере, с одним электрическим соединителем (1), соответствующим предшествующим пунктам, причем указанная плата расположена на основании (3), ограничивая, по меньшей мере, один первый внутренний замкнутый объем (8) внутри основания (3),
крышку (4), предназначенную для закрывания печатной платы (2), расположенной на указанном основании, и ограничивающую, по меньшей мере, один второй внутренний замкнутый объем (7, 7А, 7В) между крышкой (4) и второй поверхностью (2b) печатной платы (2),
отличающийся тем, что крышка (4) содержит внутреннюю установочную периферийную поверхность, взаимодействующую с внешней периферийной поверхностью, сформированной краем (20) печатной платы (2) и указанным, по меньшей мере, одним электрическим соединителем (1), соединенным с указанным краем, таким образом, чтобы уменьшать потоки (9А, 9В) загрязняющих частиц, поступающих в первый и второй замкнутые объемы (8, 7, 7А, 7b).

17. Электрический корпус по п.16, отличающийся тем, что крышка содержит внутреннюю изолирующую стенку (41), разделяющую первый внутренний ограниченный объем (7) на два внутренних ограниченных подобъема (7А, 7В) и предотвращающую прохождение потоков (9В) загрязняющих частиц из первого ограниченного подобъема в другой.

18. Электрический корпус по одному из пп.16 и 17, отличающийся тем, что металлические пластины (11), изолирующие разделительные пальцы (14) и изолирующие центрирующие пальцы (15) электрического соединителя или соединителей (1) расположены в одном ограниченном подобъеме (7А).