Электрический соединитель Советский патент 1992 года по МПК H01R13/66 

Изобретение относится к электрическим соединителям и может быть использовано в электронной электротехнической и радиопромышленности.

Известен ряд технических решений, предусматривающих введение в конструкцию электрических соединителей дополнительных элементов в виде втулок, выполняющих роль фильтров электрических помех.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому изобретению является соединитель, содержащий извлекаемые фильтр-контакты, помещенные в отверстия изоляторов из диэлектрического материала, имеющие электрический прижимной контакт с общей заземляющей пластиной, помещенной между двумя изоляторами, которые, в свою очередь, заключены в составной металлический корпус. К недостаткам этого технического решения можно

отнести сложность конструкции как контакта, так и соединителя в целом, а также ограниченность функциональных возможностей данной конструкции.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции соединителя.

Цель достигается тем, что втулка, расположенная на штыре, выполнена из керамики с высокой диэлектрической проницаемостью, поверхность втулки выполнена с двумя металлизированными участками, разделенными изоляционным промежутком, при этом один из металлизированных участков электрически соединен со штырем вилки, а второй - с ее корпусом.

Кроме того, втулка, расположенная на Штыре вилки, выполнена из материала с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

XI Х| 00 00

ы ел

Втулка, расположенная на штыре вилки, выполнена из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, а втулка, расположенная на гнезде розетки, выполнена из феррита и электрически изолирована от гнезда и корпуса розетки.

В развитие предыдущего отличия, втулка, расположенная на штыре вилки, выполнена из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, а втулка, расположенная на гнезде, выполнена из материала с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Дальнейшее отличие заключается в том, что втулка, расположенная на штыре вилки, выполнена двухслойной из феррита и керамики с высокой диэлектрической проницаемостью, при этом ферритовая часть втулки электрически изолирована от штыря и корпуса вилки.

Суть изобретения будет ясна из нижеследующего описания, примеров конкретного выполнения и графических изображений.

Если кратко сформулировать идею изобретения, то она сводится к созданию простого по конструкции контактного модуля, представляющего собой контактную пару штырь-гнездо с закрепленными на них втулками из непроводящих (в нормальных условиях) материалов, либо материалов с заранее заданными свойствами, который являлся бы унифицированным элементом как цилиндрических, так и прямоугольных соединителей, и предназначенный к размещению непосредственно в металлических корпусах.

На фиг, 1 изображен упомянутый модуль, состоящий из штыря 1, гнезда 2, втулок 3 из неэлектропроводного материала, стопорных колец 4, установленных (без пайки) в корпуса вилки и розетки, которые состоят из двух частей каждый (5, 6 - у вилки, 7, 8 - у розетки).

На фиг. 2 изображена втулка из материала с высокой диэлектрической проницаемостью или из материала с нелинейной вольт-амперной характеристикой с двумя (9 и 10) участками металлизированной поверхности.

На фиг. 3 показано паяное соединение той же втулки со штырем 11 и с корпусом 12.

На фиг. 4 показана двухслойная втулка, состоящая из феррита 13 и керамики с высокой диэлектрической проницаемостью 14, керамическая часть которой спаяна со штырем и корпусом. На фиг. 5-11 показаны эквивалентные электрические схемы, отвечающие различным сочетаниям элементов в соединителе.

В сложившейся в настоящее время практике, когда каждый номинал соединителя имеет собственную конструкцию изоляторов, достаточно сложного профиля, замена материала изолятора даже в одмом классе материалов (например, один пластик

на другой) затруднена, а в различных классах (например, пластмассы на керамику) зачастую невозможна, хотя необходимость в таких заменах возникает весьма часто (например, при модернизации соединителей с

0 целью повышения их теплостойкости).

Весьма мала унификация элементов соединителей различного назначения, а у прямоугольных и цилиндрических соединителей унификация практически отсутствует.

5 Предложенное техническое решение делает ненужным изолятор в традиционном понимании, его заменяет втулка, простая конструкция которой позволяет выполнять ее из любого неэлектропроводного материала, т.

0 е. в рамках одной и той же конструкции соединителя реализовать самые различные его назначения и функции, что показано ниже в примерах конкретного выполнения. Также очевидно, что такой элемент может с

5 равным успехом применяться как в цилиндрических, так и в прямоугольных соединителях.

Пример 1. Втулка 3 (см. фиг. 1, 2) изготовлена из керамического материала с

0 высокой диэлектрической проницаемостью (например, БКС, Т-10000 и т, п.), имеет два металлизированных участка поверхности 9 и 10 (см. фиг. 2), которые электрически связаны с корпусом и штырем, как показано на

5 фиг. 3. Величина электроизоляционного промежутка между обкладками 9 и 10 может задаваться диаметром или длиной втулки 3. Поскольку для работы конденсатора нужен хороший кон-такт с токоведущими элемента0 ми, то в данном случае предпочтительным является неразъемное соединение обкладок втулки 3 со штырем и корпусом (пайкой) -швы 11 и 12фиг.З. Диапазон эксплуатации конденсаторной керамики не превышает

5 125°С, поэтому втулка 3 ответной части может быть изготовлена из подходящей пластмассы и крепиться на гнезде стопорным кольцом 4 (фиг. 1). Таким образом, внутри вилки соединителя реализуется емкостный

0 фильтр, защищающий радиоэлектронную аппаратуру (РЭА) от помех, наводимых на линии связи. Эквивалентная схема фильтра показана на фиг. 5. Наиболее целесообразное применение емкостных фильтров - при

5 высокой мощности источника и высокой общей нагрузке.

Пример 2, Втулку 3, размещенную на штыре, выполняют из материала с нелинейной вольт-амперной характеристикой, точ- но так же, как в предыдущем примере,

выполнены металлизированные участки, их контакт со штырем и корпусом (фиг. 3) и ответная часть. Нелинейные металлооксид- ные полупроводники (вариаторы) являются эффективным средством защиты РЭА от импульсов перенапряжения, неизбежно по тем или иным причинам, возникающим в электрических цепях. В качестве варисто- ров наиболее широкое применение нашли керамические материалы на основе оксида цинка, титанов бария и стронция. В этих же целях применяются кремниевые лавинные диоды. Эквивалентная схема установки ва- ристора в соединителе показана на фиг. 6, с лавинным диодом - на фиг. 7.

Пример 3. Втулку 3, размещенную на штыре, выполняют из конденсаторной керамики и соединяют со штырем и корпусом точно так же, как показано в примере 1. Втулки 3 выполняют из феррита с высокой магнитной проницаемостью (например, марки 50 ВН), крепление втулки на гнезде и в корпусе можно производить, как показано на фиг. 1 (электрическая связь феррита с металлическими деталями отсутствует). Сочетание таких материалов позволяет реализовать в соединителе индуктивно-емкостный фильтр, эффективно подавляющий помехи, наводимые в линии. Эквивалентная схема этого фильтра показана на фиг. 8.

Пример 4. Втулка 3, размещенная на штыре, выполнена из керамики с высокой диэлектрической проницаемостью и установлена так же, как показано в примере 1 (см. фиг. 3). Втулка 3, расположенная на гнезде, выполнена из нейлинейного метал- лооксидного проводника (варистора) и своими металлизированными поверхностями соединена с хвостовиком гнезда и корпусом (см. фиг. 4). В данном случае в соединителе реализуется емкостный фильтр и защита от перенапряжения. Эквивалентная схема приведена на фиг. 9. Вместо варистора также может быть использован лавинный (огра- ничительный) диод, эквивалентная схема приведена на фиг, 10.

Пример 5. Втулка, расположенная на штыре, выполнена двухсекционной (см. фиг. 4) из феррита 13 и конденсаторной керамики 14. Феррит 13 не имеет электрической связи ни со штырем, ни с корпусом, ни с конденсатором, который спаян своими обкладками со штырем и корпусом. Втулка 3 выполнена из материала с нелинейной вольт-амперной характеристикой и соединена с гнездом и корпусом, как показано на

фиг. 4. В данном случае в соединителе одновременно реализуются индуктивно-емкостный фильтр, подавляющий помехи, и защита от импульсов перенапряжения. Эквивалентная схема показана на фиг, 11.

Во всех вышеприведенных пирмерах под пайкой подразумевается низкотемпературная мягкая пайка.

рмула изобретения

1. Электрический соединитель, состоящий из двух частей - вилки и розетки, каждая из которых содержит корпус, состоящий из двух частей .контактный элемент-штырь (вилка) и гнездо (розетка) и по крайней мере

одну втулку, окружающую контактный элемент, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и упрощения конструкции, втулка, расположенная на штыре, выполнена из

керамики с высокой диэлектрической проницаемостью, поверхность втулки выполнена с двумя металлизированными участками, разделенными изоляционным промежутком, при этом один из металлизированных

участков электрически соединен со штурем вилки, а другой - с ее корпусом.

2.Соединитель по п. 1. о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что втулка, расположенная на илы- ре вилки, выполнена из материала с нелинейной вольтамперной характер стикой.

3.Соединитель по п. 1,отличающий- с я тем, что втулка, расположенная ьз штыре вилки, выполнена из материала с высокой диэлектрической проницаемостью, а

втулка, расположенная на гнезде розетки, выполнена из феррита и электрически изолирована из гнезда и корпуса розетки.

4.Соединитель по п.З, от л и ч а ю щ и й- с я тем, что втулка, расположенная на гнезде розетки, выполнена из материала с нелинейной вольтамперной характеристикой.

5.Соединитель по п. 4, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что втулка, расположенная на штыре вилки, выполнена двухслойной из феррита и керамики с высокой диэлектрической проницаемостью, при этом ферритовая часть втулки электрически изолирована от штыря и корпуса вилки.

ю со со со г-

ч

0

§

$

ь

I

teHi- Ј

ч

HI-HI- I 1

НИ-1

к

I

Использование: электронная, электротехническая и радиопромышленность, электрические соединители с дополнительными функциональными возможностями. Сущность изобретения: электрический соединитель состоит из вилки и розетки, состоящих соответственно из штыря и гнезда, окруженных втулками и закрепленных стопорными кольцами, установленными в корпусе, состоящие из двух частей. Втулка расположенная на штыре, выполнена из керамики с высокой диэлектрической проницаемостью, поверхность втулки выполнена с двумя металлизированными участками, разделенными изоляционным промежутком, при этом один из металлизированных участков электрически соединен со штырем вилки, а второй - с ее корпусом. 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

.

фс/г./О

Фиг.//