CN112956082A - 连接器以及三向传输和转换电路模块 - Google Patents

连接器以及三向传输和转换电路模块 Download PDF

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王海军
杨斌
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Abstract

本发明提供一种连接器，包含第一连接部分和第二连接部分。当所述第一连接部分和所述第二连接部分组装在一起时，所述第一连接部分和所述第二连接部分形成适合于容纳电路板的凹槽，并且弹性部分安置于所述凹槽的相对内表面上。此外，本发明进一步提供一种对应的三向传输和转换电路模块。

Description

连接器以及三向传输和转换电路模块
技术领域
本发明涉及工业领域，且具体来说，涉及一种改进的连接器。
背景技术
作为信号传输和转换设备，连接器在工业控制领域中扮演重要角色。目前，连接器通常通过焊接固定在电路板上，或通过电缆连接来使用，以便实现在前端输入与后端输出之间的信号转换和传输。连接器的当前连接模式导致产品具有多余体积和小体积密度并且需要复杂的工艺。另外，焊接在电路板上的连接器不可拆卸并且导致较差兼容性。考虑到这一点，需要改进传统的连接器以解决上述问题。
发明内容
考虑到现有技术的上述问题，本发明旨在提供一种具有简单结构并且可以方便地进行组装的连接器。
根据本发明的一个方面，提供一种连接器。连接器包含第一连接部分和第二连接部分，其中当第一连接部分和第二连接部分组装在一起时，第一连接部分和第二连接部分形成适合于容纳电路板的凹槽，并且弹性部分安置于凹槽的相对内表面上。
根据本发明的实施例，第一连接部分和第二连接部分中的至少一个包含适合于插入外部端口中的至少一个端子，所述至少一个端子电连接到弹性部分，所述弹性部分包含至少一个金属弹性片，并且所述至少一个弹性片以一对一对应关系电连接到至少一个端子。
根据本发明的实施例，所述端子进一步包含第一端子和第二端子；所述第一连接部分包含第一底座以及安置于所述第一底座的外侧上的第一端子，并且所述第一端子包含第一引脚行；所述第二连接部分包含第二底座以及安置于所述第二底座的外侧上的第二端子，并且所述第二端子包含第二引脚行；并且凹陷部分相对于两端形成于第一底座和/或第二底座的内端面的中心处，以在第一底座和第二底座对接时形成凹槽。
根据本发明的实施例，第一底座和第二底座都通过一体式注塑成型由绝缘材料制成。
根据本发明的实施例，弹性部分包含至少一个金属弹性片，所述金属弹性片均匀地分布在第一底座和第二底座的内侧表面的中心位置处，并且金属弹性片的数量和位置分别对应于第一引脚行和第二引脚行中的引脚的数量和位置。
根据本发明的实施例，所述连接器进一步包含安置于第一连接部分上的定位柱；以及形成于第二连接部分中的定位孔，其中第一连接部分和第二连接部分通过定位柱和定位孔的协作固定地连接。
根据本发明的实施例，连接器进一步包含锁定部分，所述锁定部分相对地安置于凹槽的内侧表面上并且各自具有沿着凹槽的内边缘延伸的卡钩结构。
根据本发明的实施例，所述连接器进一步包含形成于第一连接部分和第二连接部分中的螺纹孔，其中所述螺纹孔适合于容纳螺纹连接件，使得第一连接部分和第二连接部分通过螺纹连接件固定。
根据本发明的实施例，连接器是D-Sub连接器，第一连接部分具有带公头或母头的一个连接器结构，并且第二连接部分具有带公头或母头的另一连接器结构。
根据本发明的实施例，连接器是DB9、DB15、DB25和DB37中的任一个。
根据本发明的另一方面，提供一种三向传输和转换电路模块。三向传输和转换电路模块包含其上具有信号转换电路的电路板，其中电路板的上表面和下表面都具有导电片；以及上述连接器，其中电路板的部分可拆卸地插入到凹槽中以允许弹性部分接触导电片。
根据本发明的实施例，电路板的厚度对应于凹槽的高度以满足各种组装需求。
根据本发明的实施例，凹槽的高度小于或等于1.6mm。
根据本发明的实施例，连接器包含锁定部分，每个锁定部分具有沿着凹槽的内边缘延伸的卡钩结构，并且电路板的边缘具有用于与锁定部分匹配的凹陷结构。
根据本发明的实施例，第一连接部分连接到控制模块，第二连接部分连接到操作面板，并且连接器安置于扩展模块上，以便实现控制模块、操作面板和扩展模块之间的信号传输和转换。
应理解，本发明的先前概述和以下详细描述都仅仅是示例性和说明性的，并且用于提供对权利要求中所主张的本发明的进一步解释。
附图说明
附图提供对本发明的进一步解释并且被收集作为本申请的一部分，并且附图示出本发明的实施例并与说明书一起解释本发明的原理。在附图中：
图1示出根据现有技术的连接器；
图2示出根据现有技术的另一连接器；
图3是根据本发明的实施例的连接器的三维分解图；
图4是根据本发明的实施例的连接器的三维分解图；以及
图5示出根据本发明的实施例的连接器的应用。
参考标号的列表：
1：连接器
10：凹陷部分
11：第一连接部分
112：第一底座
114：第一引脚行
12：第二连接部分
122：第二底座
124：第二引脚行
13：凹槽
14：弹性部分
15：定位柱
16：定位孔
17：锁定部分
18：螺纹孔
2：电路板
3：电缆
具体实施方式
参考附图详细描述本发明的实施例。详细地参考本发明的优选实施例并且实例在附图中示出。在任何可能的情况下，相同附图标记用于指示所有附图中的相同或相似部分。此外，尽管用于本发明中的术语选自众所周知的术语，但是在本发明的说明书中提及的一些术语由申请人根据判断来选择，并且这些术语的具体含义在本文的相关部分中进行了描述。此外，不仅应该根据所使用的实际术语，而且还应当根据每个术语的含义来理解本发明。
参考图3、图4和图5，更具体地讨论本发明的基本原理和优选实施例。根据本发明的连接器1包含第一连接部分11和第二连接部分12，并且当第一连接部分11和第二连接部分12组装在一起时，第一连接部分11和第二连接部分12形成适合于容纳电路板2的凹槽13。也就是说，当第一连接部分11和第二连接部分12对接时，第一连接部分11和第二连接部分12的相对表面形成凹槽13，并且弹性部分14安置于凹槽13的相对内表面上，并且只要电路板2的一部分插入到凹槽13中，就可以连接连接器1和电路。
参考图1和图2，描述现有技术中的两个共同连接器结构。为了实现前端输入与后端输出之间的信号转换和传输，目前，市场上大部分连接器使用独立公头和独立母头。例如，在图1中所示的现有技术中，公头和母头直接焊接在电路板上，并且此配置占据电路板的较大水平空间。或者，在图2中所示的现有技术中，公头和母头通过电缆3连接来使用，并且此配置占据电路板的较大垂直空间。连接器的公头和母头单独地施加到产品，从而使产品具有多余体积和小体积密度并且需要复杂的工艺。与现有技术的解决方案相比，本发明的连接器1具有更紧凑结构和较低高度，由此减小空间并显著地增强产品的竞争力。
在本发明中提供的实施例中，弹性部分14可以安置于第一连接部分11或第二连接部分12的内表面上，或在实施例中，弹性部分14可以安置于第一连接部分11和第二连接部分12两者的内表面上。弹性部分14可以相对于例如第一连接部分11(或第二连接部分12)的内表面相对地移位。例如，当凹槽13空闲时，弹性部分14相对于内表面突出，并且当弹性部分由外力按压时，所述弹性部分相对于内表面的平面向内凹陷。由于弹性部分14的弹性特征，电路板2可以方便地插入到凹槽13中。当将电路板2移动到预定位置时，弹性部分14处于按压状态以产生向外的弹性力，并且可以通过使用弹性部分14的弹性特征稳定地固定电路板2。因此，可以通过弹性部分14的弹性和弹回特征稳定地组装和连接电路板2以及连接器1。在具体实施例中，弹性部分14可以包含多个金属弹性片。
连接器1包含至少一个输入端和一个输出端。因此，第一连接部分11和第二连接部分12中的至少一个包含适合于插入到外部端口中的至少一个端子，以便允许连接器1通过至少一个端子电连接到外部装置。电连接弹性部分14和端子，使得插入到凹槽13中的电路板2通过弹性部分14连接到外部装置。例如，端子可以包含第一端子和第二端子。具体来说，参考图3或图4，第一连接部分11包含第一底座112以及安置于第一底座112的外侧上的第一端子，并且第二连接部分12包含第二底座122以及安置于第二底座122的外侧上的第二端子。为了增强连接器1的兼容性并且使连接器1能够以更佳方式电连接到各种外部装置，端子可以被设计成具有引脚。在特定实施例中，第一端子包含第一引脚行114，并且相应地，第二端子包含第二引脚行124，引脚可以以相同间隔在两行中对准。例如，关于第一连接部分11，第一引脚行114安置于第一连接部分11的外表面上，多个金属弹性片(也就是说，弹性部分14)分布在第一连接部分11的内表面上，金属弹性片可以均匀地分布式在第一底座112和第二底座122的内侧表面的中心位置处，并且金属弹性片的数量和位置分别对应于在第一引脚行114和第二引脚行124中的引脚的数量和位置。在图3和图4中所示的实施例中，第一引脚行114具有九个引脚，并且九个金属弹性片安置于对应于九个引脚的位置上，使得金属弹性片和引脚以一对一对应关系电连接。
在特定实施例中，第一底座112和第二底座122都通过一体式注塑成型由绝缘材料制成。例如，可以使用塑料构件。凹陷部分10相对于两端形成于第一底座112和/或第二底座122的内端面的中心处，以在第一底座112和第二底座122对接时形成凹槽13。
此外，连接器1可以进一步包含定位柱15以及与定位柱匹配的定位孔16。定位柱15安置于第一连接部分11上并且定位孔16形成于第二连接部分12中，使得第一连接部分11和第二连接部分12可以通过定位柱15和定位孔16的协作固定地连接。为了更牢固地固定第一连接部分11和第二连接部分12，螺纹孔18可以形成于第一连接部分11和第二连接部分12中，沿着连接器1的高度方向延伸并且具有形成于其中的内螺纹。螺纹孔18适合于容纳螺纹连接件，使得第一连接部分11和第二连接部分12通过螺纹连接件固定。在优选实施例中，连接器1可以进一步包含相对地安置于凹槽13的内侧表面上的锁定部分17。例如，在图3中，每个锁定部分17具有沿着凹槽13的内边缘延伸的一对紧固件，并且紧固件具有适合于紧固并定位插入到凹槽13中的电路板2的一部分的叉形弹性卡钩结构。
优选地，连接器1是D-Sub连接器，第一连接部分11具有带公头和母头的一个连接器结构，并且第二连接部分12具有带公头和母头的另一连接器结构。D-Sub连接器通常可以用于模拟或数字信号接口中，通常用于介接产品中的外部输入或输出，并且可以具有公头或母头。对于需要中间连接的产品，连接器需要公头和母头两者来连接前端和后端，以便实现前端输入与后端输出之间的信号转换和传输。连接器1可以是例如DB9、DB15、DB25和DB37中的任一个。根据外部装置的接口的需求，可以选择不同模型的D-Sub连接器，使得连接器1的端口的尺寸以及引脚的数量可以满足设计需求。
此外，本发明进一步提供一种对应的三向传输和转换电路模块。根据本发明的三向传输和转换电路模块主要包含电路板2和上述连接器1。电路板2具有信号转换电路，并且电路板2的上表面和下表面都具有导电片，电路板2的一部分可以可拆卸地插入到凹槽13中，以允许弹性部分14接触导电片。电路板2可以直接插入到连接器1中以实现导电，而无需附加的铆接动作，由此简化产品的整个结构和组装工艺。电路板2的边缘可以具有用于与锁定部分17匹配的凹陷结构。电路板2的厚度对应于凹槽13的高度。具体来说，可以调整凹陷部分10的高度以改变凹槽13的尺寸，以此方式，可以容易地组装各种厚度的电路板2并且可以提高连接器1的多功能性。在特定实施例中，凹槽13的高度小于或等于1.6mm。如图5所示，多个金属片铺设在电路板2的表面上作为连接点，并且工艺简单。在设计阶段期间，只要在电路板中设计转换电路，就可以实现信号传输。可以根据需要配置信号传输方式，并且在使用期间，可以通过电路板2的配置和转换实现信号的三向传输和转换。可以通过使用本发明的连接器结构提供较低堆叠高度和更紧凑空间布局。
在特定应用中，第一连接部分11连接到控制模块，第二连接部分12连接到操作面板，并且连接器1安置于扩展模块上，以便实现控制模块、操作面板和扩展模块之间的信号传输和转换。
考虑到上述内容，通过本发明提供的连接器1可以紧密地连接到电路板，以便实现信号转换和传输。可以灵活地配置电路板2，并且可以根据需要配置不同的转换需求，以便实现信号转换和三向形式。通过直接插入和移除电路板2，用户可以更方便地实现组装，从而降低工艺的复杂性，并且用户可以更方便地维护和拆卸连接器。
显而易见的是，本领域的普通技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明的示例性实施例执行各种修改和变化，使得本发明可以覆盖处于所附权利要求书和等效技术方案的范围内的本发明的修改和变化。

Claims (15)

1.一种连接器(1)，所述连接器包括第一连接部分(11)和第二连接部分(12)，其中当所述第一连接部分(11)和所述第二连接部分(12)组装在一起时，所述第一连接部分(11)和所述第二连接部分(12)形成适合于容纳电路板(2)的凹槽(13)，并且弹性部分(14)安置于所述凹槽(13)的相对内表面上。
2.根据权利要求1所述的连接器(1)，其中所述第一连接部分(11)和所述第二连接部分(12)中的至少一个包括适合于插入外部端口中的至少一个端子，所述至少一个端子电连接到所述弹性部分(14)，所述弹性部分(14)包括至少一个金属弹性片，并且所述至少一个金属弹性片以一对一对应关系电连接到所述至少一个端子。
3.根据权利要求2所述的连接器(1)，其中所述端子进一步包括第一端子和第二端子，
所述第一连接部分(11)包括第一底座(112)以及安置于所述第一底座(112)的外侧上的所述第一端子，并且所述第一端子包括第一引脚行(114)，
所述第二连接部分(12)包括第二底座(122)以及安置于所述第二底座(122)的外侧上的所述第二端子，并且所述第二端子包括第二引脚行(124)，
其中凹陷部分(10)相对于两端形成于所述第一底座(112)和/或所述第二底座(122)的内端面的中心处，以在所述第一底座(112)和所述第二底座(122)对接时形成所述凹槽(13)。
4.根据权利要求3所述的连接器(1)，其中所述第一底座(112)和所述第二底座(122)都通过一体式注塑成型由绝缘材料制成。
5.根据权利要求3所述的连接器(1)，其中所述弹性部分(14)包括至少一个金属弹性片，所述金属弹性片均匀地分布在所述第一底座(112)和所述第二底座(122)的内侧表面的中心位置处，并且所述金属弹性片的数量和位置分别对应于所述第一引脚行(114)和所述第二引脚行(124)中的引脚的数量和位置。
6.根据权利要求1所述的连接器(1)，其进一步包括：
定位柱(15)，其安置于所述第一连接部分(11)上；以及
定位孔(16)，其形成于所述第二连接部分(12)中，其中所述第一连接部分(11)和所述第二连接部分(12)通过所述定位柱(15)和所述定位孔(16)的协作固定地连接。
7.根据权利要求1所述的连接器(1)，其进一步包括：
锁定部分(17)，其相对地安置于所述凹槽(13)的内侧表面上并且每个锁定部分具有沿着所述凹槽(13)的内边缘延伸的卡钩结构。
8.根据权利要求1所述的连接器(1)，其进一步包括：
螺纹孔(18)，其形成于所述第一连接部分(11)和所述第二连接部分(12)中，其中所述螺纹孔(18)适合于容纳螺纹连接件，使得所述第一连接部分(11)和所述第二连接部分(12)通过所述螺纹连接件固定。
9.根据权利要求1所述的连接器(1)，其中所述连接器(1)是D-Sub连接器，所述第一连接部分(11)具有带公头或母头的一个连接器结构，并且所述第二连接部分(12)具有带所述公头或所述母头的另一连接器结构。
10.根据权利要求9所述的连接器(1)，其中所述连接器(1)是DB9、DB15、DB25和DB37中的任一个。
11.一种三向传输和转换电路模块，其包括：
电路板(2)，其上具有信号转换电路，其中所述电路板(2)的上表面和下表面都具有导电片；以及
根据权利要求1至10中任一项所述的连接器(11)，其中所述电路板(2)的一部分可拆卸地插入到所述凹槽(13)中，以允许所述弹性部分(14)接触所述导电片。
12.根据权利要求11所述的三向传输和转换电路模块，其中所述电路板(2)的厚度对应于所述凹槽(13)的高度。
13.根据权利要求11所述的三向传输和转换电路模块，所述凹槽(13)的所述高度小于或等于1.6mm。
14.根据权利要求11所述的三向传输和转换电路模块，其中所述连接器(1)包括锁定部分(17)，每个锁定部分具有沿着所述凹槽(13)的内边缘延伸的卡钩结构，并且所述电路板(2)的边缘具有用于与所述锁定部分(17)匹配的凹陷结构。
15.根据权利要求11所述的三向传输和转换电路模块，其中所述第一连接部分(11)连接到控制模块，所述第二连接部分(12)连接到操作面板，并且所述连接器(1)安置于扩展模块上，以实现所述控制模块、所述操作面板和所述扩展模块之间的信号传输和转换。
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