CN104823531A - 用于对齐和连接电气部件的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种电气部件组件，包括第一电气部件，该第一电气部件具有安装在其中的PCB。该PCB包括多个插孔。第二电气部件包括多个PCB接合构件和多个销。第一和第二电气部件均包括对齐特征结构。第一和第二电气部件构造成通过使第一和第二电气部件逐渐靠拢而被对齐和连接。在第一位置，第一和第二电气部件间隔开第一距离且第一和第二电气部件的对齐特征结构接合。在第二位置，所述第一和第二电气部件间隔开第二距离并且PCB接合构件与PCB接合。在第三位置，第一和第二电气部件间隔开第三距离并且插孔接纳所述销。

Description

用于对齐和连接电气部件的系统和方法
技术领域
本发明涉及电气部件系统和方法。
背景技术
诸如整流器/逆变器和电感箱的电气部件由于各部件的几何形状和/或它们在其中对齐和连接的环境而通常必须利用“盲引导”来对齐和连接。此外，部件公差累积会引起这些部件的对齐和连接的失败。
发明内容
根据本发明的实施例，提供了一种电气部件组件。该组件包括第一电气部件和第二电气部件。第一电气部件具有接合端部并且在第一电气部件中安装有印刷电路板(PCB)。该PCB具有位于接合端部的边缘和定位成与该边缘邻接的多个插孔。第一电气部件包括位于接合端部的对齐特征结构。第二电气部件具有带多个PCB接合构件的接合端部和位于该接合端部的多个销。第二电气部件包括位于接合端部的对齐特征结构。第一和第二电气部件构造成通过使第一电气部件的接合端部和第二电气部件的接合端部逐渐靠拢而被对齐和连接。在第一位置，第一电气部件的接合端部和第二电气部件的接合端部间隔开第一距离且第一和第二电气部件的对齐特征结构彼此接合。在第二位置，第一电气部件的接合端部和第二电气部件的接合端部间隔开小于第一距离的第二距离且PCB接合构件与PCB接合。在第三位置，第一电气部件的接合端部和第二电气部件的接合端部间隔开小于第二距离的第三距离且插孔接纳所述销。
根据一些实施例，第一电气部件对齐特征结构包括：背离接合端部的第一侧部向外延伸的多个突片和背离接合端部的第二、对向的侧部向外延伸的多个突片；并且第二电气部件对齐特征结构包括位于接合端部的第一侧部的多个凹部和位于接合端部的第二、对向的侧部的多个凹部，每个凹部都构造成接纳第一电气部件的对应突片。第二电气部件接合端部的每个侧部上的至少一个凹部可具有比第一电气部件的对应突片的宽度大的宽度；并且第二电气部件接合端部的每个侧部上的至少一个凹部可具有比第一电气部件的对应突片的高度大的高度。
根据一些实施例，PCB接合构件构造成沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向在接合端部平移。多个PCB接合构件可设置在接纳于位于第二电气部件的接合端部的槽中的长形构件上，该长形构件可在该槽内滑动。该长形构件可包括多个孔口，其中多个销中的每一个都延伸穿过相应孔口。每个销都可具有比其相应孔口的直径小的直径，并且每个销都可构造成在该孔口内平移，且每个销都可构造成相对于长形构件的前表面成角度地浮动。
根据一些实施例，该PCB包括从位于该PCB的边缘的近端向内延伸到位于该PCB内的远端延伸的第一和第二间隔开的槽。每个槽都包括第一部段，该第一部段具有从近端到近端与远端之间的中点向内渐缩的开口，并且每个槽还包括第二部段，该第二部段具有大致恒定的开口尺寸并从所述中点延伸到远端。多个PCB接合构件包括第一PCB接合构件和第二PCB接合构件。每个PCB接合构件都具有长形肋板，该长形肋板确定尺寸和构造成当第一和第二电气部件处于第二位置时配合在槽的第二部段的至少一部分内。每个槽的第一部段都可构造成随着第一和第二电气部件从第一位置移动到第二位置而将相应PCB接合构件的长形肋板驱迫到第二部段中。第一和第二PCB接合构件均可包括背离长形肋板的相对侧延伸的第一和第二肋板，其中第一和第二肋板中的每一个都包括平坦部段。第一和第二PCB接合构件可构造成使得，当第一和第二电气部件处于第二位置时，第一和第二肋板中的一者的平坦部段处于PCB的一侧且第一和第二肋板中的另一者的平坦部段处于PCB的相对侧。第一和第二肋板中的每一者都可从位于第二电气部件的接合端部的近端延伸到远端，其中平坦部段从近端延伸到近端与远端之间的中点，并且第一和第二肋板中的每一者还包括从该中点延伸到远端的倾斜部段。第一和第二肋板可间隔开，以限定倾斜部段之间的倾斜通道和平坦部段之间的直通道。第一和第二肋板可沿该直通道间隔开基本恒定的距离，其中该直通道的至少一部分构造成接纳处于第二位置的PCB。倾斜通道可构造成接纳PCB并且随着第一和第二电气部件从第一位置移动到第二位置而将PCB接合构件驱迫到使得PCB接纳在直通道的至少一部分中的位置。
根据一些实施例，多个PCB接合构件包括定位在第一和第二PCB接合构件之间的第三PCB接合构件，其中该第三PCB接合构件具有第一和第二肋板，该第一和第二肋板构造成将PCB接纳在其间。第三PCB接合构件的第一和第二肋板中的每一者都可从位于第二电气部件的接合端部的近端延伸到远端，其中每个肋板都包括从近端延伸到近端与远端之间的中点的平坦部段，每个肋板还包括从该中点延伸到远端的倾斜部段。第三PCB接合构件的第一和第二肋板可间隔开，以限定倾斜部段之间的倾斜通道和平坦部段之间的直通道，其中第一和第二肋板沿直通道间隔开基本恒定的距离，并且直通道的至少一部分构造成接纳处于第二位置的PCB。在第二位置，第三PCB接合构件的第一和第二肋板中的一者的平坦部段可处于PCB的一侧，且第一和第二肋板中的另一者的平坦部段可处于PCB的相对侧。第三PCB接合构件倾斜通道可构造成接纳PCB并且随着第一和第二电气部件从第一位置移动到第二位置而将第三PCB接合构件驱迫到使得PCB接纳在直通道的至少一部分中的位置。
根据一些实施例，在第一电气部件的顶部安装有第一PCB，其中该第一PCB包括安装在其底面中的多个插孔。在第一电气部件的底部安装有第二PCB，其中该第二PCB包括安装在其顶面上的多个插孔。在位于第一电气部件的顶部的槽内可滑动地安装有具有多个PCB接合构件的第一长形构件，其中该第一长形构件包括多个孔口，销延伸穿过至少一些孔口。在位于第一电气部件的底部的槽内安装有第二长形构件，其中第二长形构件包括多个孔口，销延伸穿过至少一些孔口。在第二位置，第一长形构件的PCB接合构件与第一PCB接合且第二长形构件的PCB接合构件与第二PCB接合。在第三位置，延伸穿过第一长形构件的销接纳在第一PCB的插孔中且延伸穿过第二长形构件的销接纳在第二PCB的插孔中。
根据本发明的方法实施例，一种对齐和连接电气部件的方法包括提供：具有接合端部的第一电气部件，该第一电气部件包括安装在其中的PCB，该PCB具有位于接合端部的边缘和与该边缘邻接的多个插孔，该第一电气部件包括位于接合端部的对齐特征结构；和具有接合端部的第二电气部件，该第二电气部件包括多个PCB接合构件和位于接合端部的多个销，该第二电气部件包括位于接合端部的对齐特征结构。该方法还包括：通过将第一电气部件的接合端部和第二电气部件的接合端部定位成分开第一距离以使得第一和第二电气部件的对齐特征结构互相接合来对齐第一和第二电气部件；通过将第一电气部件的接合端部和第二电气部件的接合端部定位成分开小于第一距离的第二距离以使得PCB接合构件与PCB的边缘接合来进一步对齐第一和第二电气部件；以及通过将第一电气部件的接合端部和第二电气部件的接合端部定位成分开小于第二距离的第三距离以使得销接纳在插孔中来将第一和第二电气部件电连接。
根据本发明的另一些实施例，提供了一种用于对齐和连接电气部件的系统。该系统包括第一电气部件、第二电气部件以及用于对齐和连接第一和第二电气部件的引导系统。第一电气部件具有接合端部。在第一电气部件中安装有PCB，其中该PCB具有位于接合端部的边缘和与该边缘邻接的多个插孔。第二电气部件具有接合端部。该引导系统包括多个PCB接合构件和安装在位于第二电气部件接合端部的长形构件上的多个销，其中该长形构件构造成沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向在接合端部平移，并且每个PCB接合构件都包括构造成接纳PCB并沿第一和/或第二方向驱迫PCB接合构件以基本对齐销和插孔的倾斜通道。该引导系统还可包括位于PCB上的一对槽，每个槽都包括位于PCB边缘的向内渐缩的部段，其中第一和第二PCB接合构件均包括长形肋板，每个PCB槽的渐缩的部段都构造成接纳第一和第二PCB接合构件中的相应一者的长形肋板并沿第一和/或第二方向驱迫PCB接合构件以基本对齐销和插孔。
通过阅读附图和下文对优选实施例的详细描述，本领域的普通技术人员将了解本发明的更多特征、优点和细节，这种描述对本发明来说仅仅是说明性的。
附图说明
图1是根据一些实施例的包括第一和第二电气部件的电气部件组件的分解、顶部透视图。
图2是图1的第一电气部件的后透视图。
图3是图1的第二电气部件的前透视图。
图4A和4B是根据一些实施例的包括供图1的第二电气部件使用的PCB接合构件的长形构件的侧面透视图。
图5是图1的第一和第二电气部件的扩大、局部、侧面透视图，示出了其对齐特征结构。
图6是图1的第一和第二电气部件的部分透明的顶部透视图。
图7是如图6所示的第二电气部件的一部分的扩大、局部、侧面透视图。
图8是图1的第一和第二电气部件的部分透明的顶部透视图。
图9是如图8所示的第二电气部件的一部分的扩大、局部、侧面透视图。
图10是示出了图1的第一电气部件的PCB和第二电气部件的PCB接合构件的示意性顶部平面图。
图11是沿图10的线11-11截取的示意性截面图。
图12是图1的第一和第二电气部件的部分透明的顶部透视图。
图13是如图12所示的第二电气部件的一部分的扩大、局部、侧面透视图。
图14是示出了与图1的第二电气部件连接的第一电气部件的扩大、局部、部分透明的透视图。
图15是示出了与图1的第二电气部件连接的第一电气部件的扩大、局部、部分透明的透视图。
具体实施方式
现将在下文中参考附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的说明性实施例。图中，为了清楚可能夸大了各区域或特征结构的相对尺寸。但是，本发明可以采用多种不同形式来实施并且不应该被解释为局限于文中陈述的实施例；确切地说，提供这些实施例以使本公开内容全面和完整，并且将向本领域的技术人员完整地传达本发明的范围。
将会理解，当元件被称为与另一元件“联接”或“连接”时，其可与所述另一元件直接联接或连接，或者还可存在中间元件。相比而言，当一元件被称为与另一元件“直接联接”或“直接连接”时，不存在中间元件。相同附图标号始终表示相同元件。
此外，文中为了易于说明可能使用诸如“在...之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或特征结构与另一(多个)元件或特征结构的关系。将会理解，空间相对术语旨在除图中所示的取向外还涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果将图中的装置翻转，则被描述为在其它元件或特征结构“之下”或“下方”的元件于是将定向在其它元件或特征结构“上方”。因此，示例性术语“在...之下”可以涵盖上方和下方两种取向。该装置可以其它方式定向(旋转90度或以其它取向)并且相应地阐述文中使用的空间相对用语。
文中所用的术语仅出于说明特定实施例的目的且并非旨在限制本发明。如文中所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。还将会理解，术语“包括”和/或“包含”用于该说明书中表明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但并不排除一个或更多其它特征、整数、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组合的存在或增加。如文中所用，用语“和/或”包括相关的所列物品中的一个或多个的任何组合和全部组合。
除非另有限定，文中所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员一般所理解的相同含义。还将会理解，例如常用字典中定义的那些术语应当被解释为具有与其在相关技术背景下的含义一致的含义，不应以理想化或过于拘泥形式的方式解释，除非文中明确地这样限定。
要指出，关于一个实施例说明的任何一个或多个方面或特征结构可以结合在不同实施例中，尽管未具体说明该不同实施例。亦即，所有实施例和/或任何实施例的特征可以以任何方式和/或组合结合。申请人保留更改任何原始提交的权利要求或相应地提交任何新权利要求的权利，包括可以将任何原始提交的权利要求修改为从属于和/或加入任何其它权利要求的任何特征的权利，尽管本来未以该方式主张权利。在下面阐述的说明书中详细说明本发明的这些和其它目的和/或方面。
根据一些实施例的电气部件组件10在图1中被示出。组件10包括第一电气部件100和第二电气部件200。如下文将详细描述的，第一电气部件100和第二电气部件200构造成沿纵向轴线L(或沿与其平行的轴线)对齐和/或连接。可采用多级引导系统20以有利于第一电气部件100和第二电气部件200的对齐和连接。下面将更详细地描述引导系统20。
如图所示，第一电气部件100包括顶部102、底部104、一对相对的侧部106、前端部108和后端部110。文中也可将后端部110称为接合端部110。第一电气部件100包括外壳112。外壳112可以是具有上部114和下部116的“蛤壳”式外壳。外壳112可采用其它形式；例如，可设置一体式外壳。外壳112可由任何合适的材料形成，并且在一些实施例中由铝形成。
在一些实施例中，第一电气部件100为双整流器/逆变器。在另一些实施例中，第一电气部件100为单独的整流器或逆变器。
在图2所示的实施例中，在外壳112中设置有整流器组件118。整流器组件118包括安装在散热器组件122上的印刷电路板(PCB)120。散热器组件122由一对端罩124、126保持。端罩124、126安装在外壳112上。
在图示的实施例中，在外壳112中还设置有逆变器组件128。逆变器组件128包括安装在散热器组件132上的PCB 130。散热器组件132由一对端罩134、136保持。端罩134、136安装在外壳112上。
端罩124、126、134、136可由任何合适的材料形成，并且在一些实施例中由聚合材料形成。
端罩124、134和外壳112的一个侧面可共同构成第一电气部件100的一个侧部106的至少一部分。类似地，端罩126、136和外壳112的相对侧可共同构成第一电气部件100的另一个侧部106的至少一部分。
PCB 120具有定位在第一电气部件100的接合端部110的边缘138。在PCB 120的位于边缘138或其附近的下表面上设置有多个插孔140。插孔140构造成接纳销以有利于第一电气部件100与第二电气部件200之间的电连接，如下文更详细地描述的。PCB 120包括构造成接纳PCB接合构件的一对凹槽或槽142，同样如下文更详细地描述的。如图所示，PCB 120在散热器组件122上安装成使得PCB 120以基本水平的取向被保持在第一电气部件100内。PCB 120从边缘138朝向第一电气部件100的前端部108延伸。
类似地，PCB 130具有定位在第一电气部件100的接合端部110的边缘144。在PCB 130的位于边缘144或其附近的上表面上设置有多个插孔146。插孔146构造成接纳销以有利于第一电气部件100与第二电气部件200之间的电连接，如下文更详细地描述的。PCB 130包括构造成接纳PCB接合构件的一对凹槽或槽148，同样如下文更详细地描述的。如图所示，PCB 130在散热器组件132上安装成使得PCB 130以基本水平的取向被保持在第一电气部件100内。PCB 130从边缘144朝向第一电气部件100的前端部108延伸。
第一电气部件100的接合端部110包括用来提供“第一级”对齐或引导的第一对齐特征结构，如下文将更详细地描述的。在图示的实施例中，第一对齐特征结构包括从端罩124延伸的突片150、从端罩126延伸的突片152、从端罩134延伸的突片154和从端罩136延伸的突片156。突片150、152、154、156背离第一电气部件100的接合端部110向外延伸。第一对齐特征结构还可包括从外壳112(例如，外壳上部114)延伸的突片158、160和从外壳112(例如，外壳下部116)延伸的突片162、164。突片158、160、162、164背离第一电气部件100的接合端部110向外延伸。突片150、154、158、162设置在第一电气部件的一个侧部106；突片152、156、160、164设置在第一电气部件的另一个侧部106。设想第一电气部件100的第一对齐特征结构可包括数目更大或更小的突片。
参照图1和3，示出了根据一些实施例的第二电气部件200。第二电气部件200包括顶部202、底部204、一对对向的侧部206、前端部208和接合端部210。文中可将前端部208称为接合端部208。第二电气部件200包括外壳212。外壳212可以是具有上部214和下部216的“蛤壳”式外壳。外壳212可采用其它形式；例如，可设置一体式外壳。外壳212可由任何合适的材料形成，并且在一些实施例中由铝形成。
在一些实施例中，第二电气部件200包括一个或多个电感器，并且在一些实施例中为电感箱。
在图3所示的实施例中，在外壳212上(例如，在外壳上部214)安装有上部电感器支承板218且在封壳212上(例如，在外壳下部216)安装有下部电感器支承板220。电感器支承板218、220可由任何合适的材料形成，并且在一些实施例中由聚合材料形成。
上部电感器支承板218定位在第二电气部件200的上部202，且下部电感器支承板220定位在第二电气部件200的下部204。
第二电气部件200的接合端部208包括用来如下文将更详细描述的“第一级”对齐或引导的第二对齐特征结构。在图示的实施例中，第二对齐特征结构包括形成在上部电感器支承板218中的凹部222、224和形成在下部电感器支承板220中的凹部226、228。各凹部222、224、226、228构造成接纳相应一个突片150、152、154、156(图2)。第二对齐特征结构还可包括形成在外壳212(例如，外壳下部216)中的凹部230、232、234、236。各凹部230、232、234、236构造成接纳相应一个突片158、160、162、164(图2)。凹部222、226、230、232设置在第二电气部件200的一个侧部206，且凹部224、228、234、236设置在第二电气部件200的另一个侧部206。
设想第二电气部件200的第二对齐特征结构可包括数目更大或更小的凹部(其中第一电气部件100包括对应的数目更大或更小的突片)。此外，设想其它用于第一电气部件100和第二电气部件200的对齐特征结构的构型。仅作为一个示例，第一电气部件100可包括凹部且第二电气部件200可包括突片。
第一电气部件200的接合端部208还包括构造成与PCB 120、130接合以提供如下文将更详细描述的“第二级”对齐或引导的多个PCB接合构件。如图所示，在长形构件244上(即，在第二电气部件200的顶部202)设置有一对PCB接合构件240和一对PCB接合构件242，所述长形构件接纳在上部电感器支承板218的槽246内。可设置数目更大或更小的PCB接合构件240和/或PCB接合构件242。可设置长形保持构件248以将长形构件244保持在槽246中。长形保持构件248可安装在外壳212和/或上部电感器支承板218上。长形构件244可在槽246内滑动，以使得PCB接合构件240、242可水平地(例如，相对于第二电气部件侧部206)和竖直地(例如，相对于第二电气部件顶部202和底部204)“浮动”或平移。可设置上部电感器支承板218中的凹部250和保持构件248中的凹部252以有利于并限制这种平移。
PCB接合构件240构造成与PCB 120(图2)的上表面和下表面接合，如下文将更详细地描述的。PCB接合构件242构造成与PCB 120(图2)的凹槽或槽142以及PCB 120的上表面和下表面接合，同样如下文更详细地描述的。
类似地，在长形构件245上设置有一对PCB接合构件240和一对PCB接合构件242，所述长形构件接纳在下部电感器支承板220的槽254内。可设置长形保持构件256以将长形构件254保持在槽246中。长形保持构件256可安装在外壳212和/或下部电感器支承板220上。长形构件244可在槽254内滑动，以使得PCB接合构件240、242可水平地(例如，相对于第二电气部件侧部206)和竖直地(例如，相对于第二电气部件顶部202和底部204)“浮动”或平移。可设置下部电感器支承板220中的凹部258和保持构件248中的凹部260以有利于并限制这种平移。
PCB接合构件240构造成与PCB 130(图2)的上表面和下表面接合，如下文将更详细的描述的。PCB接合构件242构造成与PCB 130(图2)的凹槽或槽148以及PCB 130的上表面和下表面接合，同样如下文更详细地描述的。
长形构件244、245可以等同或基本等同。示例性长形构件244在图4A和4B中被更详细地示出。长形构件244包括多个孔口262，其中每个孔口262都构造成接纳穿过其中的销264。与PCB 120、130相关联的插孔140、146构造成接纳销264以提供如下文更详细地描述的“第三级”对齐、连接或引导。
每个PCB接合构件242都包括长形或竖直肋板266。每个PCB接合构件242还包括第一肋板268和第二肋板270，其各自背离竖直肋板266的相对侧延伸。参考图4A所示的第一肋板268，各肋板268、270从位于长形构件244处的近端272延伸到远端274，其中中点276位于近端272与远端274之间。肋板268包括从近端272延伸到中点276的平坦部段278和从中点276延伸到远端274的倾斜部段280。第二肋板270包括相似的平坦部段282和倾斜部段284。
第一肋板268和第二肋板270间隔开(例如，竖直间隔开)以形成可经其接纳PCB的通道。如图所示，第一肋板倾斜部段280和第二肋板倾斜部段284共同构成倾斜或导入通道286。具体地，倾斜通道286定位在第一肋板268的倾斜部段280下方和第二肋板270的倾斜部段284上方。同样如图所示，第一肋板平坦部段278和第二肋板平坦部段282共同构成直通道288。具体地，直通道288定位在第一肋板268的平坦部段278下方和第二肋板270的平坦部段282上方。
每个PCB接合构件242还可包括第三肋板290和第四肋板292，其各自背离竖直肋板266的相对侧延伸。与第一肋板268相似，第三肋板290包括平坦部段294和倾斜部段296。与第二肋板270相似，第四肋板292还包括平坦部段298和倾斜部段300。
与第一肋板268和第二肋板270相似，第三肋板290和第四肋板292间隔开(例如，竖直间隔开)以形成可经其接纳PCB的通道。如图所示，第三肋板倾斜部段296和第四肋板倾斜部段300共同构成倾斜或导入通道302。具体地，倾斜通道302定位在第三肋板290的倾斜部段296下方和第四肋板292的倾斜部段300上方。同样如图所示，第三肋板平坦部段294和第四肋板平坦部段298共同构成直通道304。具体地，直通道304定位在第三肋板290的平坦部段294下方和第四肋板292的平坦部段298上方。
将会了解，第四肋板268、270、290、292和因此用于各PCB接合构件242的一对通道的设置允许结合各PCB 120、130(图2)使用长形构件244。如图4A和4B所示，销264在第二肋板270与第三肋板290之间或其附近大致排列成一行。因此，对于具有定位在PCB 120的下表面上或PCB 120“下方”的插孔140的PCB 120，PCB 120可接纳在倾斜通道286和直通道288中，以使得销264可由插孔140接纳。同样，对于具有定位在PCB 130的上表面上或PCB 130“上方”的插孔146的PCB 130，PCB130可接纳在倾斜通道303和直通道304中，以使得销264可由插孔146接纳。
仍参照图4A和4B，每个PCB接合构件240都包括第一肋板208和第二肋板310。参考图4A所示的第一肋板308，各肋板308、310从位于长形构件244处的近端312延伸到远端314，其中中点316位于近端272与远端274之间。肋板308包括从近端312延伸到中点318的平坦部段316和从中点316延伸到远端314的倾斜部段320。第二肋板310包括相似的平坦部段322和倾斜部段324。
第一肋板308和第二肋板310间隔开(例如，竖直间隔开)以形成可经其接纳PCB的通道。如图所示，第一肋板倾斜部段320和第二肋板倾斜部段324共同构成倾斜或导入通道326。具体地，倾斜通道326定位在第一肋板308的倾斜部段320下方和第二肋板310的倾斜部段324上方。同样如图所示，第一肋板平坦部段318和第二肋板平坦部段322共同构成直通道328。具体地，直通道328定位在第一肋板308的平坦部段318下方和第二肋板310的平坦部段322上方。
每个PCB接合构件240还可包括第三肋板330和第四肋板332。与第一肋板308相似，第三肋板330包括平坦部段334和倾斜部段336。与第二肋板310相似，第四肋板332还包括平坦部段338和倾斜部段340。
与第一肋板308和第二肋板310相似，第三肋板330和第四肋板332间隔开(例如，竖直间隔开)以形成可经其接纳PCB的通道。如图所示，第三肋板倾斜部段336和第四肋板倾斜部段340共同构成倾斜或导入通道342。具体地，倾斜通道342定位在第三肋板330的倾斜部段336下方和第四肋板332的倾斜部段340上方。同样如图所示，第三肋板平坦部段334和第四肋板平坦部段338共同构成直通道344。具体地，直通道344定位在第三肋板330的平坦部段334下方和第四肋板332的平坦部段338上方。
将会了解，四个肋板268、270、290、292和因此用于各PCB接合构件240的一对通道的设置可提供与上文结合PCB接合构件242所述相同的优点。
第一电气部件100和第二电气部件200的上述特征有利于多级或多阶段对齐、引导和/或连接系统和方法。根据一些实施例，对齐、引导和连接过程在三个阶段执行。第一电气部件100和第二电气部件200可逐渐靠拢或移动并拢或从第一位置会聚至第二位置并最终会聚至第三位置。在第一位置，第一电气部件接合端部110定位成离第二电气部件接合端部208第一距离。在第二位置，第一电气部件接合端部110定位成离第二电气部件接合端部208第二距离，其中该第二距离小于第一距离。在第三位置，第一电气部件接合端部110定位成离第二电气部件接合端部208第三距离，其中该第三距离小于第二距离。在一些实施例中，第一电气部件接合端部110在第三位置靠接第二电气部件接合端部208。
第一电气部件100和第二电气部件200可首先被靠拢以使得它们各自的对齐特征结构彼此接合。这在图5中被例示，其中突片154接纳在凹部226中且突片162接纳在凹部232中。如图所示，“较长”突片154包括锥形末端部分154t以有利于插入凹部226中。与第一电气部件100相关联的其它突片中的至少一部分可共有该特征；例如，如图2所示，突片150、152和156也包括锥形末端部分。
凹部226可具有比突片154的宽度W2大的宽度W1。因此，当突片154与凹部226接合时，该宽度差允许电气部件100、200的如箭头A所示的受限水平相对移动。凹部232可具有比突片162的高度H2大的高度H1。因此，当突片162与凹部232接合时，该高度差允许电气部件100、200的如箭头B所示的受限竖直相对移动。
各种突片和它们对应的凹部的高度和/或宽度差可以不同。例如，与突片150、158(图2)和对应的凹部222、230(图3)相关联的高度和/或高度差可大于与突片154、162和凹部226、232相关联的高度差和/或宽度差。这可以归因于突片具有较小尺寸和/或凹部具有较大尺寸。
同样，在引导的第一级或第一阶段，第一电气部件100和第二电气部件200的对齐特征结构互相接合，并且提供受限的水平和竖直相对移动。第一电气部件100和第二电气部件200可大致对齐并在一定程度上受约束，但为进一步对齐提供了灵活性。图6-13示出了与引导的第二级或第二阶段相关联的各个方面，其中PCB接合构件与PCB接合。参照图6和7，并且如上所述，PCB接合构件240、242自其延伸的长形构件244可以可滑动地接纳在第一电感器支承板218中限定出的槽246内。因此，PCB接合构件240、242和延伸穿过水平构件244的销264可如箭头C所示水平地以及如箭头D所示竖直地浮动或平移(图7)。更一般地，PCB接合构件240、242可沿横向于纵向轴线L(图1)的方向C浮动或平移。PCB接合构件240、242也可沿横向于纵向轴线L(图1)并垂直于方向C的方向D浮动或平移。各PCB接合构件240、242延伸穿过第一电感器安装板218的一个凹部250和保持构件248的一个凹部252，以由此控制平移程度。各PCB接合构件240、242的浮动或平移可允许PCB更容易被引导到各PCB接合构件240、242的倾斜和直通道中，并最终使销和插孔适当对齐，如下文更详细地描述的。
转到图8-11，PCB接合构件240、242和PCB 120、130的几何特征以及PCB接合构件240、242水平和竖直地“浮动”的能力有利于第二级引导，其中PCB接合构件240、242与PCB 120、130接合。参照图10，PCB120的凹槽或槽142从PCB边缘138向内延伸。槽142均具有位于PCB边缘138处的近端350和远端352，其中中点354位于近端350与远端352之间。每个槽142都具有在近端352的开口尺寸或宽度W3和在远端3532的开口尺寸或宽度W4。每个槽142都包括具有从近端350到中点354减小的开口尺寸或宽度的第一锥形部段356。每个槽还包括从中点354延伸到远端352并具有恒定或基本恒定的开口尺寸或宽度W4的第二部段358。
参照图9，每个凹槽或槽142都构造成接纳相应PCB接合构件242的竖直肋板266。当长形或竖直肋板266接纳在槽142中时，锥形部段356驱迫PCB接合构件242水平地浮动或平移(箭头E)，以使得竖直肋板266接纳在恒定宽度的部段358中并且PCB接合构件242移动到正确的水平位置。相邻的销也与它们各自的插孔水平对齐。尽管上文将箭头E提及为指示水平方向或路径，但要强调，箭头E可指示横向于图1所示的纵向轴线L的非水平方向或路径。
此外，当长形或竖直肋板266接纳在槽142中时，PCB 120的边缘138首先接纳在倾斜通道286中。PCB 120和倾斜通道286的接合驱迫PCB接合构件242竖直地浮动或平移(箭头F)，以使得PCB接合构件242移动到正确的竖直位置。相邻的销也与它们各自的插孔竖直对齐。当PCB接纳在直通道288中时，PCB接合构件242的平坦部段278定位在PCB 120的上表面上方且PCB接合构件242的平坦部段282(图4A和4B)定位在PCB 120的下表面下方，由此有助于将PCB接合构件242(和相邻的销264)“锁定”在适当的竖直位置。
参照图9和11，PCB接合构件240以类似方式与PCB 120接合并移动到正确的竖直位置。PCB边缘138首先接纳在PCB接合构件240的倾斜通道326中。PCB 120和倾斜通道326的接合驱迫PCB接合构件240竖直地浮动或平移(箭头F)到正确的竖直位置。相邻的销也与它们各自的插孔竖直对齐。当PCB 120接纳在直通道328中时，PCB接合构件240的平坦部段318定位在PCB 120的上表面上方且PCB接合构件240的平坦部段322定位在PCB 120的下表面下方，由此有助于将PCB接合构件240(和相邻的销264)“锁定”在正确的竖直位置。尽管上文将箭头F提及为指示竖直方向或路径，但要强调，箭头F可指示横向图1所示的纵向轴线L且垂直于箭头E所指示的方向或路径的非竖直方向或路径。
PCB 130的凹槽或槽148具有与PCB 120的凹槽或槽142相似的结构。因此，将会了解，PCB接合构件240、242的和PCB 130的几何形状以及PCB接合构件240、242的“浮动”性质提供了与上述相似的优点。
因此，在第二位置，PCB接合构件240、242与PCB 120、130接合。在一些实施例中，PCB接合构件240、242在第二位置与PCB 120、130完全接合。亦即，各PCB接合构件242的竖直肋板266可沿其对应的槽的全长(例如，图9所示的槽142的直部段358的全长)被接纳。在一些实施例中，PCB接合构件240、2422在第二位置与PCB 120、130部分地接合。换言之，各PCB接合构件242的竖直肋板266可沿其对应的槽的一部分长度(例如，图10所示的槽142的远端352和中点354之间的长度)被接纳。
在第三位置，第二电气部件200的销接纳在第一电气部件100的插孔中。根据一些实施例，在销完全接纳在插孔中之前提供第三级引导。转到图12和13，每个销264都可具有比供销264延伸穿过的相应孔口262的直径小的直径。销可构造成水平地(箭头G)、竖直地(箭头H)和/或成角度地(箭头I)浮动或平移，以适应插孔146(图13)的位置和/或角度变化。在长形构件244的后侧和/或内部可设置有一机构(未示出)，用以有利于和/或限制销264的移动。箭头G和H可指示互相垂直的非水平和/或非竖直方向或路径，其中每一者都横向于图1所示的纵向轴线L。箭头I可指示销264可相对于长形构件244的正面244f成角度地浮动。
图14-15示出了处于第三或完全接合位置的系统。在图14中，PCB接合构件240、242已与PCB 130接合。PCB接合构件242的竖直肋板266至少部分地接纳在槽148中。PCB接合构件242的平坦部段294定位在PCB 130的上表面上方和/或定位成与其相靠，并且尽管未示出，但PCB接合构件242的平坦部段298定位在PCB 130的下表面下方和/或定位成与其相靠。类似地，PCB接合构件240的平坦部段334定位在PCB 130的上表面上方和/或定位成与其相靠，并且尽管未示出，但PCB接合构件240的平坦部段338定位在PCB 130的下表面下方和/或定位成与其相靠。销264(未示出)接纳在插孔146中，由此有利于第一电气部件100与第二电气部件200之间的电连接。
在图15中，PCB接合构件240、242已与PCB 120接合。PCB接合构件242的竖直肋板266至少部分地接纳在槽142中。PCB接合构件242的平坦部段282定位在PCB 120的下表面下方和/或定位成与其相靠，并且尽管未示出，但PCB接合构件242的平坦部段278定位在PCB 120的上表面上方和/或定位成与其相靠。类似地，PCB接合构件240的平坦部段322定位在PCB 120的下表面下方和/或定位成与其相靠，并且尽管未示出，但PCB接合构件240的平坦部段318定位在PCB 120的上表面上方和/或定位成与其相靠。销264(未示出)接纳在插孔140中，由此有利于第一电气部件100与第二电气部件200之间的电连接。
上述系统和方法提供了对齐和连接电气部件的某些优点。通常，这些构件必须在隧道中对齐、引导靠拢和/或连接，在对齐和连接过程中具有很小或没有视觉可达性。文中描述的多步引导系统和方法允许操作人员更容易地在这些环境中对齐和连接电气部件。此外，文中描述的多步引导系统和方法可以帮助对抗与公差累积相关联的问题。部件的特殊几何形状和/或各种构件的浮动性质也可帮助减轻与“盲引导”和/或部件公差累积有关的担忧。
如上所述，可提供一种引导系统20(图1)。引导系统15可包括第一电气部件100的第一对齐特征结构和/或第二电气部件200的第二对齐特征结构。引导系统20可包括PCB接合构件240、242。在一些实施例中，引导系统20包括长形构件244和PCB接合构件240、242和/或从PCB接合构件延伸的销264。在一些实施例中，引导系统20包括PCB 120、130的凹槽或槽142、148。引导系统20一般可包括用来对齐、引导和/或连接第一电气部件100和第二电气部件200的设置在接合端部110、208的任何或全部特征结构。
受益于本公开内容的本领域的普通技术人员可做出许多改型和变型而不脱离本发明的精神和范围。因此，必须理解的是，已仅出于示例的目的阐述了图示的实施例，并且这些实施例不应当被当作限制了通过附后权利要求限定的发明。因此，附后权利要求应该理解为不仅包括文字地阐述的要素的组合，而且包括用于以基本相同的方式履行基本相同的功能以获得基本相同的结果的所有等效要素。因此，权利要求应被理解为包括上文具体示出和描述的内容、概念上相当的内容以及结合了本发明的基本思想的内容。

Claims (22)

1.一种电气部件组件，包括：
具有接合端部的第一电气部件，所述第一电气部件包括安装在其中的印刷电路板(PCB)，所述PCB具有位于所述接合端部处的边缘和定位成与所述边缘邻接的多个插孔，所述第一电气部件包括位于接合端部处的对齐特征结构；和
具有接合端部的第二电气部件，所述第二电气部件包括多个PCB接合构件和位于所述接合端部处的多个销，所述第二电气部件包括位于接合端部处的对齐特征结构；
其中，所述第一和第二电气部件构造成通过使所述第一电气部件的接合端部和所述第二电气部件的接合端部逐渐靠拢而被对齐和连接，其中：
在第一位置，所述第一电气部件的接合端部和所述第二电气部件的接合端部间隔开第一距离且所述第一和第二电气部件的对齐特征结构接合；
在第二位置，所述第一电气部件的接合端部和所述第二电气部件的接合端部间隔开小于所述第一距离的第二距离且所述PCB接合构件与所述PCB接合；并且
在第三位置，所述第一电气部件的接合端部和所述第二电气部件的接合端部间隔开小于所述第二距离的第三距离且所述插孔接纳所述销。
2.根据权利要求1所述的组件，其中：
所述第一电气部件的对齐特征结构包括背离接合端部的第一侧部向外延伸的多个突片和背离接合端部的第二对向的侧部向外延伸的多个突片；并且
所述第二电气部件的对齐特征结构包括位于接合端部的第一侧部的多个凹部和位于接合端部的第二对向的侧部的多个凹部，每个凹部都构造成接纳所述第一电气部件的对应突片。
3.根据权利要求2所述的组件，其中：
所述第二电气部件的接合端部的每个侧部上的至少一个凹部具有比所述第一电气部件的对应突片的宽度大的宽度；并且
所述第二电气部件的接合端部的每个侧部上的至少一个凹部具有比所述第一电气部件的对应突片的高度大的高度。
4.根据权利要求1所述的组件，其中，所述PCB接合构件构造成在接合端部处沿第一方向平移和沿垂直于所述第一方向的第二方向平移。
5.根据权利要求4所述的组件，其中，多个PCB接合构件设置在长形构件上，所述长形构件接纳于位于所述第二电气部件的接合端部中的槽中，其中所述长形构件可在所述槽内滑动。
6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述长形构件包括多个孔口，多个销中的每一个都延伸穿过相应孔口。
7.根据权利要求6所述的组件，其中，每个销都具有比相应孔口的直径小的直径，其中每个销都构造成在孔口内平移，并且其中每个销都构造成相对于长形构件的前表面成角度地浮动。
8.根据权利要求4所述的组件，其中：
所述PCB包括从位于所述PCB的边缘处的近端向内延伸到位于所述PCB内的远端的第一和第二间隔开的槽，每个槽都包括第一部段，所述第一部段具有从所述近端到所述近端与所述远端之间的中点向内渐缩的开口，每个槽还包括第二部段，所述第二部段具有基本恒定的开口尺寸并从所述中点延伸到所述远端；并且
多个PCB接合构件包括第一PCB接合构件和第二PCB接合构件，第一PCB接合构件和第二PCB接合构件各自具有长形肋板，所述长形肋板确定尺寸和构造成当所述第一和第二电气部件处于所述第二位置时配合在所述槽的第二部段的至少一部分内。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，每个槽的第一部段都构造成随着所述第一和第二电气部件从所述第一位置移动到所述第二位置而将相应PCB接合构件的长形肋板驱迫到所述第二部段中。
10.根据权利要求8所述的组件，其中，所述第一和第二PCB接合构件均包括背离长形肋板的相对侧延伸的第一和第二肋板，所述第一和第二肋板中的每一者都包括平坦部段，并且其中所述第一和第二PCB接合构件构造成使得，当所述第一和第二电气部件处于所述第二位置时，所述第一和第二肋板中的一者的平坦部段处于所述PCB的一侧且所述第一和第二肋板中的另一者的平坦部段处于所述PCB的相对侧。
11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述第一和第二肋板中的每一者都从位于所述第二电气部件的接合端部处的近端延伸到远端，其中所述平坦部段从所述近端延伸到所述近端与所述远端之间的中点，并且其中所述第一和第二肋板中的每一者还包括从所述中点延伸到所述远端的倾斜部段。
12.根据权利要求11所述的组件，其中，所述第一和第二肋板间隔开以限定倾斜部段之间的倾斜通道和平坦部段之间的直通道，所述第一和第二肋板沿所述直通道间隔开基本恒定的距离，所述直通道的至少一部分构造成在所述第二位置接纳所述PCB。
13.根据权利要求12所述的组件，其中，所述倾斜通道构造成接纳所述PCB并且随着所述第一和第二电气部件从所述第一位置移动到所述第二位置而将所述PCB接合构件驱迫到使得所述PCB被接纳在所述直通道的至少一部分中的位置。
14.根据权利要求8所述的组件，其中，所述多个PCB接合构件包括位于所述第一和第二PCB接合构件之间的第三PCB接合构件，所述第三PCB接合构件具有第一和第二肋板，第一和第二肋板构造成将所述PCB接纳在其间。
15.根据权利要求14所述的组件，其中，所述第三PCB接合构件的第一和第二肋板中的每一者都从位于所述第二电气部件的接合端部处的近端延伸到远端，每个肋板都包括从所述近端延伸到位于所述近端和远端之间的中点的平坦部段，每个肋板还包括从所述中点延伸到所述远端的倾斜部段。
16.根据权利要求15所述的组件，其中，所述第三PCB接合构件的第一和第二肋板间隔开以便限定所述倾斜部段之间的倾斜通道和所述平坦部段之间的直通道，所述第一和第二肋板沿所述直通道间隔开基本恒定的距离，所述直通道的至少一部分构造成在所述第二位置接纳所述PCB。
17.根据权利要求16所述的组件，其中，在所述第二位置，所述第三PCB接合构件的第一和第二肋板中的一者的平坦部段处于所述PCB的一侧且所述第一和第二肋板中的另一者的平坦部段处于所述PCB的相对侧。
18.根据权利要求16所述的组件，其中，所述第三PCB接合构件的倾斜通道构造成接纳所述PCB并且随着所述第一和第二电气部件从所述第一位置移动到所述第二位置而将所述第三PCB接合构件驱迫到使得所述PCB被接纳在所述直通道的至少一部分中的位置。
19.根据权利要求1所述的组件，包括：
安装在所述第一电气部件的顶部的第一PCB，所述第一PCB包括设置在其底面上的多个插孔；
安装在所述第一电气部件的底部的第二PCB，所述第二PCB包括设置在其顶面上的多个插孔；
第一长形构件，所述第一长形构件具有多个PCB接合构件，多个PCB接合构件可滑动地安装在位于所述第一电气部件的顶部的槽中，所述第一长形构件包括多个孔口，销延伸穿过至少一些所述孔口；和
第二长形构件，所述第二长形构件安装在位于所述第一电气部件的底部的槽中，其中所述第二长形构件包括多个孔口，销延伸穿过至少一些所述孔口；
其中：
在所述第二位置，所述第一长形构件的PCB接合构件与所述第一PCB接合且所述第二长形构件的PCB接合构件与所述第二PCB接合；并且
在所述第三位置，延伸穿过所述第一长形构件的销接纳在所述第一PCB的插孔中且延伸穿过所述第二长形构件的销接纳在所述第二PCB的插孔中。
20.一种对齐和连接电气部件的方法，该方法包括：
提供：
具有接合端部的第一电气部件，所述第一电气部件包括安装在其中的PCB，所述PCB具有位于接合端部处的边缘和与所述边缘邻接的多个插孔，所述第一电气部件包括位于接合端部处的对齐特征结构；和
具有接合端部的第二电气部件，所述第二电气部件包括多个PCB接合构件和位于接合端部处的多个销，所述第二电气部件包括位于接合端部处的对齐特征结构；
通过将所述第一电气部件的接合端部和所述第二电气部件的接合端部定位成分开第一距离以使得所述第一和第二电气部件的对齐特征结构互相接合来对齐所述第一和第二电气部件；
通过将所述第一电气部件的接合端部和所述第二电气部件的接合端部定位成分开小于所述第一距离的第二距离以使得所述PCB接合构件与所述PCB的边缘接合来进一步对齐所述第一和第二电气部件；以及
通过将所述第一电气部件的接合端部和所述第二电气部件的接合端部定位成分开小于所述第二距离的第三距离以使得所述销被接纳在插孔中来将所述第一和第二电气部件电连接。
21.一种用于对齐和连接电气部件的系统，该系统包括：
具有接合端部的第一电气部件，所述第一电气部件包括安装在其中的PCB，所述PCB具有位于接合端部处的边缘和与所述边缘邻接的多个插孔；和
具有接合端部的第二电气部件；
用于对齐和连接所述第一和第二电气部件的引导系统，该引导系统包括：
安装在位于所述第二电气部件接合端部处的长形构件上的多个PCB接合构件和多个销，所述长形构件构造成在接合端部处沿第一方向平移和沿垂直于所述第一方向的第二方向平移，每个PCB接合构件都包括构造成接纳所述PCB并沿所述第一方向和/或所述第二方向驱迫PCB接合构件以使得所述销和所述插孔基本对齐的倾斜通道。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述引导系统还包括位于所述PCB上的一对槽，每个槽都包括位于所述PCB边缘处的向内渐缩的部段，其中第一和第二PCB接合构件均包括长形肋板，每个PCB槽的渐缩的部段构造成接纳第一和第二PCB接合构件中的相应一者的长形肋板并沿所述第一方向和/或所述第二方向驱迫所述PCB接合构件以使得所述销和所述插孔基本对齐。
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