CN1230815A - 用于联结主机与外部装置的可装拆电路联结器 - Google Patents

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Abstract

一种便于安装到主机内用于外部装置同主机之间可装拆联结的电路联结器。联结器包括一个绝缘插头,其上支承着可与主机的第一接插点阵列的外部装置的第二接插点阵列插接配合的第一接插针阵列和第二接插针阵列,从而可建立二者之间的电联结。提供了高度调节机制以改变插头相对主机中联结着第一插接点的主电路板的纵向位置。这样,可方便地将处于适当位置的终端联结器固定到机壳上,以承受外部装置联结和拆离主机时产生的推力和拉力。

Description

用于联结主机与外部装置的可装拆电路联结器
本发明涉及一种用于联结两台电装置的可装拆电路联结器，其中一台装置为主机本体，另一台为可与主机分离的附加装置。
在计算机设备领域，特别是手持计算机中，计算机通常带有CD-ROM等一类外部可选装置，根据用户需要可将它们同计算机主机进行联结和拆卸。为满足这种要求，计算机主机提供有与外部装置进行可装拆联结的端口接插件。端口接插件在内部同主机中的一块电路板相联以连接到计算机的相应控制电路。不同型号计算机其它方面的一些设计要求可能使端口接插件的位置产生变化，从而使端口接插件与固定在主机底部的电路板之间的高度距离不同；解决这一问题的一种办法是采用柔性联结器，即将一对接插件置于柔性带的两端，通过将接插件压入分离的电系统中相应的插座而使两块电路板相互连接起来。也就是说，一个端口接插件用于联结外部装置，而另一个用于联结主机。端口接插件在外部设备同其联结和拆卸时受到推力和拉力的作用，因此，柔性联结器就应得到主机外壳等类支撑结构的固定支撑。从而，需要采用另外的固定支架等一类装置以将柔性联结器的端口接插件固定在主机的外壳上。然而，这涉及到采用另外的部件，从而使端口接插件安装到计算机主机上的工作复杂化。
为了解决上述问题。本发明提供了一种用于外部装置与主机之间可装拆联结且能够方便地安装在主机上的电路联结器。本发明的电路联结器适用于两个分离电装置之间的可装拆联结，其中一台装置为主机，在其外壳内安装有带第一接插点阵列的主电路板，另外一台为带有第二接插点阵列的外部装置。联结器包括一个支承许多导线的绝缘材料导线架，在导线两端分别带有与第一和第二接插点阵列相配合以建立起电路联结的第一接插针阵列和第二接插针阵列。导线架包括一个支撑第二接插针阵列的刚性材料插头，同规定的端口接插件配合以建立同外部装置的可装拆联结。本发明的重要特点在于：插头带有一个安装法兰且整体模塑成形，适用于将插头可靠地固定在所述主机的主电路板或外壳上；还提供了高度调整机制，可改变插头相对于主电路板的垂直位置以调整端口接插件距离主电路板的高度。在这种配置下，本发明的电路联结器可方便地安装到主机之中，端口接插件相对于主机的主电路板可处于不同高度，以联结外部装置；同时还可以很方便地将端口接插件固定在主电路板或外壳壁的适当位置，使得联结器在外部装置的相应插座或插头同端口接插件相联结和拆离时能够承受相应的拉力和推力。
在最佳实施例中，导线架完全是由支撑第一接插针阵列的端头所决定的。每根导线均由具有刚度和展延性的材料加工成大致为L型结构，在其相对两端配置着第一和第二接插针。第一接插针阵列配置在与插头相切的第一平面上，第二接插针阵列配置在同插头相交且与第一平面呈适当角度-最好为直角-的第二平面上。插头在结构上有一凹座，用于放置安装在主电路板并提供第一接插点阵列的第一插座。第一接插针阵列通过该凹座的底部同第一接插点阵列相联结。该凹座的结构可使第一插座在凹座中沿其深度方向进行滑动。第一接插针在结构上具有足够长度，可在第一插座同凹座保持接触并进行滑动的距离内维持第一接插针同第一接插点的连接。这样，第一接插针同凹座二者的结合，便提供了高度调整机制。
最好用一个刚性的L型绝缘芯体来支承第一和第二接插针阵列，该芯体沿插头方向延伸并在其相应两端---即插头的第一和第二端面---支承着第一和第二接触针阵列。这种结构的联结器可与便于安装在主电路板上的第一插座配合使用。第一插座具有同主电路板上的相应针孔配对的槽口，使第一接插针可通过该槽口和主电路板与第一接插点保持滑动连接。第一插座上的这个槽口同具有足够长度的第一接插针配合使用也可提供高度调整机制以保持第一接插针与第一接插点的连接，取代插头在改变端口接插件相对于主电路板的高度方面的作用。
本发明还公开了一种可与安装在主电路板上的调节垫片配合使用的联结器。调节垫片具有可与第一接插针穿过插头处相应的配合结构，以及一个可使第一接插针穿过的纵向槽。垫片与具有足够长度的第一接插针配合使用可提供长度调节机制。第一接插针配置为双列直插阵列，便于穿过主电路板上的相应针孔实现直接联结。
在本发明的另一实施例中，支承着第一和第二接插针阵列的插头被设计为可在两个方向上联结主机与外部装置。也就是说，第一和第二接插针阵列的配置是一致的，在端头处于两个方向中的某一方向时可有选择地使其同第一和第二接插点阵列相连接。第一和第二接插针穿出的第一和第二端面在结构上可实现同带有第一接插点阵列的第一插座的紧密配合。第一端面同其上配置着第二接插针阵列的第二平面相配合以确定第一种相对高度；第二端面同其上配置第一接插针阵列的第一平面相配合以确定第二种相对高度。第一和第二高度设置定为互不相同，因此，通过选择第一和第二端面中的一个来与第一插座配合---也即选择性地使插头朝向所给定的两个方向中的某一方向---便可实现对端口接插件高度的调节。
在本发明的又一个实施例中，导线架除了包括上述插头之外还包括一个支撑第一接插针阵列的硬质材料制成的辅助插头及一条由插头连接到辅助插头的柔性线带。导线由第二接插针通过插头的柔性带延伸至附加插头的第一接插针。在这种情况下，柔性带规定了端口接插件相对于主电路板的高度调节功能。
此外，导线架除了包括插头之外，其结构中还可包括一条联结着插头的柔性带，在柔性带的自由端配置第一接插针的阵列。
以下参阅附图对实施例所做的说明将使本发明的上述及其它一些目的和优点更为明晰。
图1为表明本发明第一实施例中一个固定于主机之上的用于同外部装置进行可装拆联结的电路联结器的纵向剖面图；
图2为固定在主机之上的联结器的仰视图；
图3为该联结器的正视图；
图4为该电路联结器的仰视图；
图5为联结器的侧视图；
图6为沿图3中6-6线的剖视图；
图7及图8为纵向剖视图，分别表明联结器在距安装于主机上的主电路板的不同高度同第一和第二插座进行联结的状况；
图9为第一插座的俯视图；
图10为第一插座的正视图；
图11为第二插座的正视图；
图12为第二插座的俯视图；
图13A为第一实施例改进型电路联结器的正视图，表明它固定在机壳的底部；
图13B为固定于主电路板上的上述联结器的正视图；
图14为表明按本发明第二实施例的电路联结器的剖视图；
图15为表明按本发明第三实施例的电路联结器的剖视图；
图16为本发明第四实施例中电路联结器的正视图；
图17为图16中联结器的侧视图；
图18A和图18B表明联结器配置于相对于主电路板不同高度时两种取向的剖视图；
图19为按本发明第五实施例的电路联结器的剖视图；
图20为按本发明第六实施例的电路联结器的剖视图；
图21为表明另一个用于主机与外部装置之间可装拆联结的电路联结器的剖视图；以及
图22为表明支承图21中联结器的主电路板的俯视图。
参阅图1至图6，这里表明的是按本发明第一实施例的电路联结器。联结器30用于在一台主机10和一台外部装置20之间的电联结，例如联结一手持计算机和一插接式外带CD-ROM。在此，联结器30包括一个在便于同外部装置20进行可装拆联结的适当高度固定于主机10的机壳或其它支承结构之上的端口接插件39，以及一个用于与安装在主机10之内的主电路板12进行连接的第一接插针阵列41。联结器30有一个由硬绝缘材料构成的插头32，用以承载许多大致呈L型结构的硬导线40，在导线的对应两端配置有第一接插针41和第二接插针42。第二接插针42的阵列配置使端口接插件39适于同外部装置相联结。导线40由一芯体44支承，芯体由与插头同样的绝缘材料制成大致为L型，其两端由插头32中突出出来并互相垂直。第一接插针41和第二接插针42的阵列配置在芯体44的相对两端，由插头32进行整体性固定的支承，分别用于同固定在主机10的主电路板12上的第一插座和固定在外部装置20的电路板22上的第二插座进行联结。
如图9至图12所示，第一插座50和第二插座60具有各自的接插口，其中配置有可分别同联结器第一和第二接插针41和42配合连接的第一接插点阵列51和第二接插点阵列52。插头32的底部有凹座34，第一插座50可与其滑动配合，从而可调节端口接插件的高度，即第二接插件阵列42相对于主电路板12的高度，如图7和图8所示。第一接插针41以足够长度穿过凹座34的底部，在第一插座50仍处于凹座34之内时可保持它们与第一接插点的接触配合。
接头32与一对安装法兰35模铸为一体，以便将插头32或端口接插件39安装到主机10外壳的壳壁或类似的支撑结构上，如图2所示，而第二接插针阵列42穿过壳壁上的开口14同第二插座60相联。为此目的，安装法兰35上有穿孔36，螺钉15等固定元件可从中穿过，图2至图4对此表达得很清楚。安装法兰35通过螺钉15固定在机壳11内壁上带有丝扣的支承台16之上。
在第二接插针阵列42的相对端有同插头32整体模铸的键销37，其延伸方向与第二接插针平行，在其末稍具有可与第二插座前部腔槽68夹紧配合的锥型头38。如图1,3和6所示，键销37有一定厚度，导线40可在这一长度范围内布置在芯体44的相应表面。这样，键销37与导体40在一同穿过机壳壳壁上的开口14时，键销37可保证第二接插针不与通常为金属罩的机壳产生不允许的接触。
象第一插座50一样，第二插座60的结构也能使第二接插针在第二插座60做移向或背离插头32或端口接插件39的运动过程中保持较长距离的接触配合，从而实现第二插座60相对于固定在主机10的机壳11之上的端口接插件39的水平方向位置调节。
在上述对实施例的说明中，导线40被弯成直角，使得能够对插头32或端口接插件39相对于主电路板12的高度进行调节，实际亦可将导线弯成其它合适的角度，在以该角度相交的不同端面上分别配置第一和第二接插针的阵列。
图13A表示一种对第一实施例进行修改后的电路联结器，其中类似的插头32A通过类似的安装法兰35A固定在主机10的机壳11的壳底，并且可以同调节垫片70配合使用。安装法兰35A与插头32A整体模铸并由插头32A的低端向上延伸，在其上也有类似的穿孔36A，螺钉、螺杆等一类固紧元件可从中穿过。安装法兰的底部有鱼眼坑，以便同调节垫片70配合。安装法兰35A通过螺钉15安装在机壳壳底上的带有丝扣的支承台16A之上，在二者之间可以加、也可以不加调节垫加70。该联结器的其它结构与第一实施例中的联结器相同。相同的部件用相同的数字加上后缀字母“A”代表。
如图13B所示，上述修改型联结器可以不安装在机壳壳底而是直接固定在主电路板12之上，调节垫片71可选用也可不选用。螺杆15穿过安装法兰35A和主电路板12上的相应穿孔36A，再通过螺帽1 7将安装法兰35A固定在主电路板12上，调节垫片70为选择件，它在第一插座可与插头32A的底槽完全配合时是不必要的。
图14表示本发明第二实施例中的联结器，其中除了第一插座50B为底部开槽52B以及第一接插针41B和芯体44B由插头32B的低部突出之外，其结构同第一实施例中的联结器是相同的。同样的部件同样的参照数字加上后缀字母“B”来代表。由芯体44B支承的第一接插针41B可以纵向穿通第一插座50B及在主电路板12上的相应开孔13，从而可在比第一实施例中采用插头和第一插座的方法所能达到的更大范围内实现高度调节。插头32B与安装法兰整体模铸，插头像在第一实施例中一样通过法兰安装在主机10的机壳壳壁上。
图15表示本发明第三实施例中的电路联结器，其目的是直接将第一接插针41C联结到配置在主电路板12C底部的第一接插点51C之上。为此，第一接插针41C由插头32C的底部伸展出来，不用芯体44C进行支承。其它方面的结构类似于第一实施例，因此类似的部件由相同的参照数字加上后缀“C”来代表。为了调节插头32C距主电路板12C的高度，具有适当厚度的调节垫片54置于插头32C和电路板12C之间。调节垫片54具有纵向槽口55，第一接插件41C可从中穿通，其上端有一可同插头32C的底部相互配合的锁舌。突出出来的第一接插针41C被导向穿过电路板12C上的开孔13C，同第一接插点相联结。同样，本实施例中的插头32C也具有整体模铸的安装法兰，用于将插头32C安装在主机机壳的壳壁上。
图16至18表示本发明第四实施例中的电路联结器，它与第一实施例中的联结器类似，但其目的是使插头32D可在两个方向上同主机10的第一插座相联结，以便能够改变联结器同外部装置20的第二插座相对于主电路板12的联结高度。类似部件用相同的数字加后缀字母“D”代表。插头32D整体支承有同样配置的第一和第二接插针阵列，从而可有选择地同第一插座50D和第二插座60D进行联结。在这种意义上说，第一和第二接插针阵列中的任何一个均可作为同外部装置进行可装拆联结的端口接插器。
如图18A和18B所示，插头32D具有矩型载面，第一和第二接插针41D和42D在由其确定的第一和第二端面101和102中突出出来。当第一和第二接插件41D和42D二者之一同第一插座50D的第一接插点51D接插配合时，第一和第二端面的结构和形状可使其与第一插座密切配合。第一端面101与配置有第二接插针阵列42D的第二平面这间的距离为H1，第二端面102与配置有第一接插针阵列41D的第一平面之间的距离为H2，且与第一端面101垂直。在本实施例中，使H1大于H2。因此，通过选择第一端面101或者第二端面102来同第一插座50D进行联结配合，便可调节由第一和第二接插针二者之一所确定的端口接插件相对于主电路板12的高度。
为将插头32D安装在主机10的机壳上面不考虑联结器的取向，即不管其取向是如图18A所示或图18B所示，与插头32D整体模铸的安装法兰35D如图16和图17所示具有两对在方向上互相正交的穿孔36D，便于使用螺钉等固定元件将插头安装在机壳等支撑结构上。偈在第一实施例中的情况一样，在第一和第二接插针阵列41D和42D的相对两端，均有同第一和第二端101和102整体构造并突出出来的一对键销37D。
图19表示本发明第五实施例中的电路联结器，它采用一个柔性带90来调节插头32E相对于主电路板12E的高度。除了整体性支承第二接插针阵列42E的插头32E之外，这种联结器不包括一个支承第一接插针阵列41E的附加插头80，第一接插针通过柔性带90上的导线40E同第二拉插针建立内部联结。这样，插头32区可按指定高度固定在机壳壳壁上，而通过柔性带90同固定在机壳上的主电路板12E进行内部联结。同样的部件使用同样的数字加后缀字母“E”代表。插头32E具有整体模铸的安装法兰，用于将插头32E安装在主机机壳的壳壁上。
图20表示本发明第六实施例中的电路联结器，除第一接插针阵列41F配置在柔性带90下的一端以便同主电路板12F上所带的第一接插点阵列直接插配外，其结构类似于第五实施例中的联结器。类同部件用相同的数字加后缀字母“F”表示。同样，本实施例中的插头32F亦具有整体模铸的安装法兰，用于将插头32F固定在主机机壳的壳壁上。
图21表示的是另外一种用于联结主机10与外部装置20的可装拆电路联结器。该联结器包括一个由较硬绝缘材料制成的插头132及一个支撑许多导线140的大致为Z型的芯体144。芯体144和导线140通过插头132在水平方向延伸，在芯体144两相对的突出端分别配置第一接插针阵列141和第二接插针阵列142，以便同第一和第二插座50和60进行可装卸联结。第一和第二插座50和60分别固定在主机10的主电路板12和外部装置20的电路板22上，并分别配置有同第一和第二接插针141和142相适应的第一和第二接插针阵列51和62。像以上对本发明各实施例讨论中的情况一样，插头132与一对安装法兰整体成形，并通过法兰将插头固定在主机机壳的壳壁11上。芯体144和导线140在纵向弯成Z型结构，使得处于不同高度的第一插座50与第二插座60可以联结起来。矩形导向凸台133位于插头132的底部，它可与主电路板12上的凹槽相互配合。以保证插头132与主电路板的连接。如图22所示，这一凹槽也为Z型结构，前段沟槽111和后段沟槽112通过过渡沟槽11 3联结起来。前段沟槽111用于同导向凸台133配合，在联结第一接插针141与第一插座50之前将端头132置于电路板上。然后，插头132与导向凸台一起横向移动并通过过渡沟槽113到达后段沟槽，以实现第一接插针141同第一插座50的第一接插点51的插接。最后，随着导向凸台133在后段沟槽112中的继续移动，插头132被压向第一插座50，使第一接插针141与第一接插点51紧密配合。这样，插头可在主电路板12上很方便地进行导向移动，如图22中的箭头所示，从而可很好地与第一插座50相联结。在同第一插座50进行联结后，插头132通过在其两侧整体成型的安装法兰而被安装在主机机壳的壳壁上，安装方式同第一实施例中的情况下样。

Claims (13)

1．一种适用于两台分离电装置(10,20)之间可装拆联结的电路联结器，其中一台装置为主机(10)，在其外壳(11)上安装有带有第一接插点阵列(51)的主电路板12；另一台为带有第二接插点阵列(62)的外部装置(20)；所述联结器包括：
一个承载第一接插针阵列(41)和第二接插针阵列(42)的绝缘支架，第一接插针和第二接插针之间通过导线(40)进行针对针个别联结，它们的阵列分别同所述第一和第二接插点阵列插接配合以建立两者之间的电联结；
所述支架(30)包括一个整体性支承所述第二接插针阵列(42)的刚性材料插头(32)，作为同所述外部装置(20)进行可装拆联结的端口接插器(39)；
其特征在于：
所述插头(32)具有与其整体模铸的安装法兰(35)，适用于将所述插头(32)安装到所述机壳(11)的一壁和所述主机(10)的所述主电路板(12)上，及
提供了高度调节机制(34；54；90)，以改变所述插头(32)相对所述电路板(12)的垂直位置，从而调节所述端口接插器(39)距所述主电路板(12)的高度。
2．如权利要求1所述的电路联结器，其特征在于：
所述支架完全是由所述插头(132)所确定的，它同时还支承着所述第一接插针阵列(41)；
所述导线(40)中的每一根导线均由较硬的展延性材料制成L型结构，在所述导线的两端配置着所述的第一和第二接插针(41,42)；及
所述第一接插针(41)配置在与所述插头(32)相交的第一平面，所述第二接插针(42)配置在与所述插头相交且与所述第一平面呈一定角度的第二平面。
3．如权利要求2所述的电路联结器，其特征在于：
所述安装法兰(35)由所述插头(32)延伸到适当位置，以便于将其固定在所述机壳(11)的壳壁上，所述端口接插器穿过机壳且接插口朝外。
4．如权利要求2所述的电路联结器，其特征在于：
所述安装法兰(35A)由所述插头(32)延伸到适当位置，以便于将其固定在所述主电路板(12)上。
5．如权利要求2所述的电路联结器，其特征在于：
所述插头(32)还有适于同具有所述第一接插点(41)的第一插座(50)相配合的凹槽(34)，所述第一接插针阵列(41)穿通所述凹槽的底部；
所述高度调节机制由所述凹槽(34)和所述第一接插针(41)实现：所述凹槽的结构可使所述第一插座(50)沿深度方向进行移动；所述第一接插针(41)具有足够长度，可在所述第一插座(50)与所述凹槽(34)保持接触配合的较长距离内维持同所述第一接插点的插接配合。
6．如权利要求2所述的电路联结器，其特征在于：
所述第一和第二接插针(41,42)由一个L型结构的硬绝缘芯体(44)所支承，该芯体通过所述插头(32)伸展出去，芯体的相对两端突出于所述插头的的第一和第二端面，且
所述第一和第二接插针(41,42)配置于所述芯体(44)的所述相对两端。
7．一种将如权利要求5所述的电路联结器和适于安装在所述主电路板上的第一插座(50B)相结合的装置，其特征在于：
所述第一插座(50B)具有一个同所述主电路板(12)上相应孔配合的槽口(52B)，使所述第一接插针(41B)可穿通这一槽口和所述主电路板(12)而保持所述第一接插针同所述第一接插点(51B)之间的滑动插接。
8．一种将权利要求2所述的电路联结器与适于安装在所述主电路板上的隔离器相结合的装置，其特征在于：
所述隔离器具有配合结构，其与所述插头的一部分相接合，由此穿过所述第一接插针，
所述隔离器具有竖直的槽，其可保证所述第一接插针穿过，
通过所述隔离器和所述第一接插针限定出所述高度调节装置，其中所述第一接插针具有足够的长度，可保证所述第一接插针与所述第一插头进行长距离的接合，在此距离内所述第一接插针可在所述端联结器的高度改变方向上从所述主电路板移开，及
所述第一端插针被设置成可限定出双线端阵列的结构，适于在所述主电路板内穿过相应的穿孔。
9．一种将权利要求7所述的电路联结器与包含在所述外部设备中的第二插座相结合的装置，其特征在于：
所述插头具有一对电绝缘材料的接线柱，其整体从所述插头在所述第二接插针的远端上延伸出来，
所述第二插座形成有一对接孔，用于接合所述接线柱的端头。
10．如权利要求9所述的组合装置，其特征在于：
所述键销(37)在所述第二接插针阵列(42)的长度方向超出所述阵列的相对两端，
所述键销(37)在垂直于所述阵列的长度以及所述第二接插针突出于所述插头(32)的方向上具有一定的纵向厚度，以及
所述第二接插针(42)配置在所述芯体的相对端面并在所述纵向厚度的范围之内。
11．如权利要求2所述的电路联结器，其特征在于：
第一和第第二接插针阵列(41D,42D)分别由所述插头(32D)的第一和第二端面(101,102)突出出来，二者相互垂直且有相同的配置结构，可有选择地使它们同所述第一和第二接插点(51D,62D)插接配合，
所述第一和第二端面(101,102)适于同带有所述第一接插点阵列(51D)的第一插座(50D)密切配合，所述第一端面(101)同所述第二平面配合规定了第一高度(H1)，所述第二端面(102)同所述第一平面配合规定了第二高度(H2)，以及
所述高度调节机制由所述插头(32D)加以实现，其结构确定了所述第一高度和第二高度不同。
12．如权利要求1所述的电路联结器，其特征在于：
所述导线支架除了所述插头(32E)之外还包括一个整体支承所述第一接插针(41E)的刚性材料制成的辅助插头(80)，以及一条联结所述插头(32E)和所述辅助插头的柔性线带，
所述导线(40E)由所述第二接插针(42E)通过所述插头(32E)和所述柔性线带(90)联结到所述辅助插头(80)的所述第一接插针(41E)，以及
所述高度调节机制由所述柔性线带实现。
13．如权利要求1所述的电路联结器，其特征在于：
所述支架除所述插头(32F)之外还包括一条联结所述插头(32F)并在其自由端带有所述第一接插点阵列(41F)的柔性线带(90F)，以及
所述高度调节机制由所述柔性线带(90F)实现。
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