CN117528998A - 底盘壳体和将电路板固定在底盘壳体内的支撑结构 - Google Patents

Abstract

一种电气外壳，包括具有多个侧壁和基部的壳体、定位在壳体上并固定到壳体的壳体盖、定位在壳体和壳体盖之间的电路板、延伸穿过壳体盖和电路板并延伸到壳体中的多个连接器、将壳体盖和电路板固定到壳体的多个连接器、从壳体的第一侧壁向内延伸的第一突起、以及从壳体的第二侧壁向内延伸的第二突起。

Description

底盘壳体和将电路板固定在底盘壳体内的支撑结构

技术领域

本公开总体上涉及底盘壳体和将电路板固定在电气外壳中的支撑结构。更特别地，本公开涉及可用于工业电源单元(诸如电源单元(PSU))的底盘壳体和支撑结构。

背景技术

下面的本文中的背景信息涉及本公开，但不一定是现有技术

由于现场和运输期间的应用性质，工业电源往往会经历不同种类的机械干扰，如冲击和振动。这些外部因素会导致电源单元具有松动的连接，并导致部件失效，部件失效最终导致设备故障。考虑到现实世界的情况，电源单元需要符合相关的法规和标准，以承受机械上不利的环境，而不会磨损并最终损坏。为了满足这些要求并确保PSU始终处于良好状态，设计人员必须实施能够消除和/或减少任何外部机械干扰的影响的措施。

此外，在工业电源单元中的印刷电路板(PCB或电路板)没有适当地固定在该单元内的情况下，由于将连接器引脚插入到配合连接器中的过程，也存在不期望的具有弯曲的连接器引脚的可能性，尤其是对于在背板系统中使用的装置。不期望的弯曲的连接器引脚可能是由未对准的连接器引脚引起的，该未对准的连接器引脚是由于不稳定定位的电路板被压入到配合端子中而导致的。

因此，需要提供一种底盘安装支撑结构，以将电路板固定在电气外壳内，从而消除和/或减少任何外部机械干扰的影响，以及在电气外壳内提供固定的电路板，从而消除和/或减少在将连接器引脚插入配合连接器的过程期间具有弯曲的连接器引脚的可能性。

发明内容

本实施例公开了用于将电路板固定在电气外壳内以承受电源单元可能经历的机械冲击和振动、从而确保工业电源单元在其预期应用中的结构稳固性和整体可靠性的底盘和电路板固定结构和方法。此外，在电气外壳中具有固定且牢固定位的电路板允许连接器引脚与配合连接器正确对准，这进而消除和/或减少了在插入过程期间连接器引脚弯曲的发生。

本实施例提供了一种外壳设计方法，其中支撑和安装结构提供固定电路板在底盘壳体内的位置的手段，以有利地消除和/或减少外部机械干扰的影响，诸如冲击和振动。为了实现这一目标，可以使用两种独立类型的结构，这两种结构允许电路板牢固地附接到底盘壳体。第一结构包括从底盘壳体的侧壁向内延伸的突起，该突起可以延伸到连接器插座(也称为支座)。突起形成电路板的安装引导件和支撑件。电路板包括切口，该切口围绕突起的外部延伸，以将电路板固定在底盘壳体内的正确对准位置中。第二结构是底盘壳体盖上的小突起，通过将电路板压向电气外壳的底盘壳体的另一半上的拐角切口或横档，从而消除电路板相对于底盘壳体的任何移动的空间，第二结构充当支撑件。尽管它们可以单独使用而不使用另一者，但是这两个独立的结构通过防止由任何外部机械干扰力引起的左右和上下移动而一起工作，并且还将电路板固定在底盘壳体内的正确对准位置。

在一个方面，提供了一种电气外壳，其包括：具有多个侧壁和基部的壳体；定位在壳体上并固定到壳体的壳体盖；定位在壳体和壳体盖之间的电路板；延伸穿过壳体盖和电路板并延伸到壳体中的多个连接器，所述多个连接器将壳体盖和电路板固定到壳体；从壳体的第一侧壁向内延伸的第一突起；和从壳体的第二侧壁向内延伸的第二突起。

在另一方面，提供了一种电气外壳，包括：具有多个侧壁和基部的壳体；定位在壳体上并固定到壳体的壳体盖；定位在壳体和壳体盖之间的电路板；延伸穿过壳体盖和电路板并延伸到壳体中的多个连接器，所述多个连接器将壳体盖和电路板固定到壳体；第一向下延伸的突起，其定位在壳体盖的第一端的下侧上；第二向下突起，其定位在壳体盖的第一端的下侧上；其中第一和第二向下延伸的突起接触电路板的底表面。

在另一方面，提供了一种方法，包括(i)提供具有以下各者的电气外壳：壳体，该壳体具有多个侧壁和基部；可定位在壳体上并且可固定到壳体的壳体盖；可定位在壳体和壳体盖之间的电路板；多个连接器，其可延伸穿过壳体盖和电路板并延伸到壳体中；从壳体的第一侧壁向内延伸的第一突起；(ii)从壳体的第二侧壁向内延伸的第二突起；其中第一突起延伸到第一连接器插座；并且其中，第二突起延伸到第二连接器插座；(iii)将电路板定位在壳体上，并将电路板上的第一和第二切口围绕第一和第二突起的外部定位；(iv)将壳体盖定位在电路板上；以及(v)使多个连接器延伸穿过壳体盖和电路板并延伸到第一和第二连接器插座中，以将壳体盖和电路板固定到壳体。

通过在适当的情况下参考随附附图来阅读下面的详细描述，这些以及其他方面、优点和替代方案对于本领域普通技术人员来说将变得显而易见。此外，应当理解，在本发明内容部分和本文档的其他地方提供的描述旨在通过示例而非限制的方式来说明所要求保护的主题。

附图说明

图1是具有壳体130、电路板120和壳体盖110的电气外壳100的分解透视图。

图2A是图1所示壳体130的一部分的特写透视图。

图2B是图1所示壳体130的另一部分的特写透视图。

图3A是具有切口160和连接器通孔125的电路板120的一部分的特写俯视图。

图3B是具有切162和连接器通孔127的电路板120的另一部分的特写俯视图。

图4A是电路板120定位在壳体130内的电气外壳100的透视图。

图4B是图4A所示部分4B的特写透视图。

图4C是图4A所示部分4C的特写透视图。

图5是具有向下延伸的突起117和119的壳体盖110的一部分的下侧的特写透视图。

图6A是处于组装状态的电气外壳100的透视图。

图6B是图6A所示部分6B的特写侧视图。

图6C是图6A所示部分6C的特写侧视图。

具体实施方式

现在将参照随附附图描述本公开的实施例。

图1是具有壳体130、电路板120和壳体盖110的电气外壳100的分解透视图。电路板120被示为底部朝上，并且定位在壳体130和壳体盖100之间。多个连接器112延伸穿过壳体盖110中的孔114和电路板120中的孔，并延伸到定位在壳体130中的连接器插座。连接器112将壳体盖110和电路板120固定到壳体130。连接器112可以具有、但不必须具有与定位在连接器插座中的内螺纹相配合的外螺纹，连接器插座定位在壳体130中。壳体130包括从壳体130的基部139向上延伸的侧壁132、134、136和138。电路板120包括延伸部135，该延伸部135从电路板120的边缘延伸并延伸穿过侧壁134上方的开口181。

壳体130可以用在电气外壳中，诸如电源单元(PSU)。然而，壳体130可以用于许多类型的外壳中，并且不限于在PSU中使用。此外，壳体130和壳体盖110可以是压铸金属底盘壳体和壳体盖。此外，壳体130和壳体盖100不限于特定的材料，诸如金属，并且可以由模制或成形的塑料或机加工的材料制成，并且也可以是3D打印的。还应当注意，壳体130和壳体盖110的形状和构型可以有很大的变化，并且不限于图中所示的那些。

图2A是图1所示壳体130的一部分的特写透视图。突起140被示为在壳体130内从侧壁132向内延伸。突起140延伸到连接器插座142，该插座包括连接器孔口144以接收连接器112的端部。连接器孔口144可以具有内螺纹，以与连接器112上的外螺纹配合。支撑构件143被示为从侧壁138向内延伸，并且被附接到连接器插座142，连接器插座142用于进一步将连接器插座142支撑在壳体130的基部139上方。突起140具有顶表面145，该顶表面145在壳体130的基部139上方的高度大于连接器插座142的顶表面141在基部139上方的高度。一旦电气外壳100被组装，电路板120的切口160(图3A所示)就围绕突起140的外部延伸，并且电路板120搁置在连接器插座142的顶表面141上并与之接触。优选地，突起140的顶表面145与电路板120的上表面共面。

图2B是图1所示壳体130的另一部分的特写透视图。突起150被示为在壳体130内从侧壁136向内延伸。突起150延伸到连接器插座152，该插座包括连接器孔口154以接收连接器112的端部。连接器孔口154可以具有内螺纹，以与连接器112上的外螺纹配合。突起150具有顶表面155，该顶表面155在壳体130的基部139上方的高度大于连接器插座152的顶表面151在基部139上方的高度。一旦电气外壳100被组装，切口162(图3B所示)就围绕突起150的外部延伸，并且电路板120搁置在连接器插座152的顶表面151上并与之接触。优选地，突起150的顶表面155与电路板120的上表面共面。

图3A是具有切口160和连接器通孔125的电路板120的一部分的特写俯视图；并且图3B是具有切口162和连接器通孔127的电路板120的另一部分的特写俯视图。如上所述，当电路板120定位在壳体130内时，切口160围绕突起140的外部延伸，并且当电路板120定位在壳体130内时，切口162围绕突起150的外部延伸。电路板120包括切口160附近的通孔125，连接器112在组装时延伸穿过该通孔，并且电路板120还包括切口162附近的通孔127，连接器112在组装时延伸穿过该通孔。通孔125和127周围的区域被加固，以围绕那些通孔为电路板120提供额外的强度。

图4A是电路板120定位在壳体130中的电气外壳100的透视图；图4B是图4A所示部分4B的特写透视图；并且图4C是图4A所示部分4C的特写透视图。电路板120被示为定位在壳体130的侧壁132、134、136和138内。背板连接器接口133被示为延伸穿过侧壁134上方的开口181。在图4B中，突起150被示为从侧壁132向内延伸，并且电路板120的切口160围绕突起140的外部延伸。电路板120中的连接器通孔125被示为在切口160附近，并且电容器引线170被示为延伸穿过电路板120中的开口。类似地，在图4C中，突起150被示为从侧壁136向内延伸，并且电路板120的切口162围绕突起150的外部延伸。电路板120中的连接器通孔127被示为在切口162附近，并且电容器引线172被示为延伸穿过电路板120中的开口。

从壳体130的侧壁向内延伸的突起140和150为电路板120提供安装引导件的形式。突起140和150也附接到壳体130的基部139，并为连接器插座或支座142和152提供机械支撑。此外，突起140和150的外部决定电路板120上切口160和162的尺寸和形状，以允许突起140和150装配在切口160和162内。突起140和150连同电路板120上的切口160和162的组合将电路板120保持在适当的位置，并防止电路板120在壳体130内移动。电路板120的突起140和150以及切口160和162不仅用于将电路板120固定在壳体130内的适当位置，而且还有助于电路板120在组装过程期间在壳体130内的正确对准。

图5是具有向下延伸的突起117和119的壳体盖110的一部分的下侧的特写透视图。壳体盖110的端部包括从电路板120的底表面向下延伸的突起117和119。一旦电气外壳100被组装，突起117和119就直接面对并接触电路板120的底表面(如图6B和6C所示)。突起117和119起到支撑件的功能，其防止电路板120相对于壳体130移动，并用于通过搁置在侧壁134顶部上、在侧壁134上方开181下方的横档185和183上来迫使电路板120与壳体130牢固接合。

图6A是被示为处于组装状态的电气外壳100的透视图。壳体盖110定位在壳体130上，并利用连接器112固定到壳体130。电路板120的延伸部135延伸穿过侧壁134上方的开181，并且延伸部135被示为具有位于延伸部135上方的电气元件137。此外，背板连接器133被示为延伸穿过在侧壁134上方且在电路板120的延伸部135下方的开181。

图6B是图6A所示部分6B的特写侧视图；并且图6C是图6A所示部分6C的特写侧视图。从壳体盖110向下延伸的突起117和119接触电路板120的上表面延伸部135并向下按压上表面延伸部135。

一旦电气外壳100被组装，电路板120的延伸部135就延伸穿过侧壁134上方的开181。电路板120的延伸部135的边缘搁在侧壁134顶部上的横档185和183上。当壳体盖110固定到壳体130时，向下延伸的突起117和119向下按压在延伸部135的边缘上，以将电路板120的延伸部135夹在向下延伸的突起117和119与侧壁134顶部的横档185和183之间。背板连接器133还延伸穿过在电路板120的延伸部135下方且在侧壁134上方的侧壁134上方的开181。向下延伸的突起117和119起到支撑件的功能，当电气外壳100处于正常直立位置时，该支撑件防止电路板相对于壳体侧向移动。

从壳体130的侧壁向内延伸的突起140和150、以及从壳体盖110的底表面向下延伸的突起117和119将电路板120固定在壳体130内的适当位置，并使得电气外壳组件100能够在运输时和其在现场的预期应用期间承受各种各样的冲击和机械干扰。

总体而言，上述电气外壳100的部件的构造将电路板120牢固地固定在壳体130内的适当位置，以承受不同方向的冲击和机械振动——左右和上下运动。该构造还用于在壳体130内适当地对准电路板120，以消除和/或减少在将连接器引脚插入配合连接器端子中的过程期间弯曲连接器引脚的可能性。这种对准还确保了兼容性，以允许电路板120在壳体130内的自动组装。

电气外壳100的部件的结构的公开实施例被集成在形成电气外壳100的壳体130中，并且本设计提供了一种成本有效的方法来将电路板120牢固地定位在壳体130内。此外，电气外壳100的公开实施例不需要使用附加的闭锁机构，并且因此允许电路板120更容易地安装在电气外壳100的壳体130内。

电气外壳100的构造防止外部机械干扰(如冲击和振动)使连接变松、损坏钎焊接头和磨损电路板120中的部件。此外，所公开的电气外壳100将从壳体130延伸的背板连接器133正确地对准其配合连接器，从而消除在插入配合连接器中期间弯曲连接器引脚的可能性。此外，由于电气外壳100的结构便于对准，电路板120在壳体130内的自动组装是可能的。

此外，本文公开的电气外壳100可适用于具有压铸、机加工外壳以及模制塑料、机加工和3D打印壳体的所有电子装置。

提供实施例是为了向本领域技术人员全面和完整地传达本公开的范围。阐述了与特定部件和方法相关的许多细节，以提供对本公开的实施例的完整理解。对本领域技术人员来说将显而易见的是，实施例中提供的细节不应被解释为限制本公开的范围。在一些实施例中，没有详细描述公知的过程、公知的设备结构和公知的技术。

在本公开中使用的术语仅用于解释特定实施例的目的，并且这些术语不应被视为限制本公开的范围。如在本公开中所使用的，形式“一个”、“一”和“该”也可以旨在包括复数形式，除非上下文清楚地表明不是这样。术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含”和“具有”是开放式的过渡短语，并且因此指定所述特征、元件、模块、单元和/或部件的存在，但是不禁止一个或多个其他特征、元件、部件和/或其组的存在或添加。

当一个元件被称为“安装在……上”、“接合到”、“连接到”或“耦合到”另一个元件时，它可以直接或间接地在另一个元件上、接合、连接或耦合到另一个元件。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出的元件的任何和所有组合。

术语第一、第二、第三等不应被解释为限制本公开的范围，因为前述术语可能仅用于将一个元件、部件、区域或部段与另一个元件、部件、区域或部段区分开来。诸如第一、第二、第三等的术语当在本文中使用时，除非本公开清楚地表明，否则不暗示特定的顺序或次序。

实施例的前述描述是为了说明的目的而提供的，并且不旨在限制本公开的范围。特定实施例的各个部件通常不限于该特定实施例，而是可以互换的。这种变型不应被视为背离本公开，并且所有这种修改都被认为在本公开的范围内。

虽然本文相当强调优选实施例的部件和组成部分，但是将领会，在不脱离本公开的原理的情况下，可以做出许多实施例，并且可以对优选实施例做出许多改变。从本文中的公开中，本公开的优选实施例以及其他实施例中的这些和其他改变对于本领域技术人员来说将是显而易见的，由此可以清楚地理解，前述描述性内容仅被解释为对本公开的说明，并且不是限制。

Claims (21)

1.一种电气外壳，包括：

具有多个侧壁和基部的壳体；

定位在所述壳体上并固定到所述壳体的壳体盖；

定位在所述壳体和所述壳体盖之间的电路板；

延伸穿过所述壳体盖和所述电路板并延伸到所述壳体中的多个连接器，所述多个连接器将所述壳体盖和所述电路板固定到所述壳体；

从所述壳体的第一侧壁向内延伸的第一突起；和

从所述壳体的第二侧壁向内延伸的第二突起。

2.根据权利要求1所述的电气外壳，其中，所述第一突起延伸到第一连接器插座；并且

其中，所述第二突起延伸到第二连接器插座。

3.根据权利要求2所述的电气外壳，其中，所述第一突起的顶部定位在所述基部上方的一高度处，所述高度高于定位在所述基部上方的所述第一连接器插座的顶部的高度；并且

其中，所述第二突起的顶部定位在所述基部上方的一高度处，所述高度高于定位在所述基部上方的第二连接器插座的顶部的高度。

4.根据权利要求2所述的电气外壳，其中，所述第一和第二连接器插座具有内螺纹，以接收定位在所述多个连接器上的外螺纹。

5.根据权利要求2所述的电气外壳，其中，所述电路板与所述第一和第二连接器插座的顶部接触。

6.根据权利要求1所述的电气外壳，其中，所述电路板包括分别围绕所述第一和第二突起延伸的第一和第二切口。

7.根据权利要求1所述的电气外壳，其中，所述电路板具有从所述电路板的边缘延伸的延伸部，并且延伸穿过所述壳体的多个侧壁中的一个中的开口。

8.根据权利要求2所述的电气外壳，其中，支撑构件从所述多个侧壁中的一个向内延伸至所述第一连接器插座。

9.根据权利要求1所述的电气外壳，还包括定位在所述壳体盖的第一端的下侧上的第一向下延伸的突起；和定位在所述壳体盖的第一端的下侧上的第二向下延伸的突起。

10.根据权利要求9所述的电气外壳，其中，所述第一和第二向下延伸的突起接触所述电路板上的延伸部分的底表面。

11.根据权利要求10所述的电气外壳，其中，所述电路板的顶表面与所述壳体侧壁顶部上的横档接触，并且所述电路板夹在所述壳体盖下侧上的第一和第二向下延伸突起与所述壳体侧壁顶部上的横档之间。

12.一种电气外壳，包括：

具有多个侧壁和基部的壳体；

定位在所述壳体上并固定到所述壳体的壳体盖；

定位在所述壳体和所述壳体盖之间的电路板；

延伸穿过所述壳体盖和所述电路板并延伸到所述壳体中的多个连接器，所述多个连接器将所述壳体盖和所述电路板固定到所述壳体；

第一向下延伸的突起，其定位在所述壳体盖的第一端的下侧上；

第二向下突起，其定位在所述壳体盖的第一端的下侧上；

其中，所述第一和第二向下延伸的突起接触所述电路板的底表面。

13.根据权利要求12所述的电气外壳，还包括从所述壳体的第一侧壁向内延伸的第一突起；和

从所述壳体的第二侧壁向内延伸的第二突起。

14.根据权利要求13所述的电气外壳，其中，所述第一突起延伸到第一连接器插座；并且

其中，所述第二突起延伸到第二连接器插座。

15.根据权利要求14所述的电气外壳，其中，所述第一突起的顶部定位在所述基部上方的一高度处，所述高度高于定位在所述基部上方的所述第一连接器插座的顶部的高度；并且

其中，所述第二突起的顶部定位在基部上方的一高度处，所述高度高于定位在所述基部上方的所述第二连接器插座的顶部的高度。

16.根据权利要求15所述的电气外壳，其中，所述电路板与所述第一和第二连接器插座的顶部接触。

17.根据权利要求13所述的电气外壳，其中，所述电路板包括分别围绕所述第一和第二突起的外部延伸的第一和第二切口。

18.根据权利要求12所述的电气外壳，其中，所述第一和第二向下延伸的突起接触所述电路板上的延伸部的底表面；并且

其中，所述电路板的顶表面接触所述壳体侧壁顶部上的横档，并且所述电路板夹在所述壳体盖下侧上的第一和第二向下延伸的突起和所述壳体侧壁顶部上的横档之间。

19.一种方法，包括：

提供电气外壳，所述电气外壳具有以下各者：壳体，所述壳体具有多个侧壁和基部；能够定位在所述壳体上并固定到所述壳体的壳体盖；能够定位在所述壳体和所述壳体盖之间的电路板；多个连接器，其能够延伸穿过所述壳体盖和所述电路板并延伸到所述壳体中；从所述壳体的第一侧壁向内延伸的第一突起；

从所述壳体的第二侧壁向内延伸的第二突起；其中，所述第一突起延伸到第一连接器插座；并且其中，所述第二突起延伸到第二连接器插座；

将所述电路板定位在所述壳体上，并将所述电路板上的第一和第二切口围绕所述第一和第二突起的外部定位；

将所述壳体盖定位在所述电路板上；以及

将所述多个连接器延伸穿过所述壳体盖和所述电路板，并延伸到所述第一和第二连接器插座，以将所述壳体盖和所述电路板固定到所述壳体。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括移动定位在所述壳体盖的第一端的下侧上的第一向下延伸的突起和定位在所述壳体盖的第一端的下侧上的第二向下延伸的突起，使其与所述电路板的底表面接触。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述电路板的顶表面接触所述壳体侧壁顶部上的横档，并且所述电路板夹在所述壳体盖下侧上的第一和第二向下延伸的突起与所述壳体侧壁顶部上的横档之间。