CN220628262U - 一种板间连接器及控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种板间连接器及控制器。该板间连接器包括底座、浮动结构以及端子。端子通过浮动结构安装于底座，且浮动结构至少能够带动端子的一端浮动。该板间连接器在连接PCB主板和副板的同时，能够通过浮动结构带动端子浮动，从而迫使端子向PCB板移动，进而消除端子与PCB板之间的间隙，实现板间连接器的浮动效果。此外，端子通过自身能制造高度差的连接条，增大了自身表面的横截面积，进而减小了端子的体电阻，由于电阻越小，发热量越少，故可以用于提高载流能力。

Description

一种板间连接器及控制器

技术领域

本实用新型涉及连接器技术领域，特别涉及一种板间连接器及控制器。

背景技术

板间连接器是一种用于承载两块PCB板的一种连接器件。两块PCB板在X、Y、Z三个方向均会存在制造和装配公差，所以现有技术中需要要求板间连接器是浮动型的。

现有的浮动型板间连接器为两种类型。第一类的浮动型板间连接器一般分为两半，焊接到各自的PCB之后再对插，其典型结构如说明书附图中的图1和图2所示(Amphenol专利：CN213878485U)。这种板间连接器具有良好的浮动性(X、Y、Z的浮动量约为±0.5)，但缺点是端子的横截面积较小、只能承载小电流。另一类浮动型板间连接器可实现浮动，而且够承载大电流，其典型结构如说明书附图中的图3和图4所示(Molex专利：CN206712064U)。其结构分为公端和母端，公端为变截面的铜柱，母端将“鼠笼式”的弹性端子置于圆管中，再将其与铜排连接在一起，然后分别将公端和母端焊接到PCB板上，最后将两块PCB板组装，即可实现上述浮动型、承载大电流的功能，但缺点是结构较为复杂、成本较高。

综上，亟需一种同时具备四大特点的板间连接器：良好的浮动性能、强大的载流能力、结构工艺简单、成本低。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种板间连接器及控制器，其要解决的技术问题为保证板间连接器良好的浮动性能的同时，提高其载流能力，并简化其结构工艺，降低制造成本。

本实用新型实施例公开了一种板间连接器，其包括：底座、设置在底座上的浮动结构以及端子，端子设有主板连接部和副板连接部。端子通过主板连接部和/或副板连接部与浮动结构连接，以使得浮动结构至少能够带动端子的一端浮动。

该板间连接器在对PCB板进行安装时，能够通过浮动结构带动端子浮动，从而迫使端子向PCB板移动，进而消除端子与PCB板之间的间隙，实现板间连接器的浮动效果。此外，浮动结构至少能够带动端子的一端浮动，则能通过带动主板和/或副板保证板间连接器的浮动能力。

进一步地，浮动结构为弹性连接单元，弹性连接单元连接在底座上，且弹性连接单元自身配合形成有用于端子浮动的弹性让位间隙。

具体地，弹性连接单元包括支撑板和悬梁块，支撑板连接在底座上，悬梁块一端固定在支撑板上，另一端与端子连接，悬梁块与支撑板相互配合形成弹性让位间隙_。

具体地，弹性连接单元包括支板以及搭设于支板上的横支梁，支板连接在底座上，横支梁远离支板的一侧与端子连接，支板与横支梁相互配合形成弹性让位间隙。

具体地，弹性连接单元还包括加强板，加强板设置在支板的侧边，并与底座连接。

具体地，板间连接器还包括固定结构，弹性连接单元上设置有用于容置固定结构的容置槽，端子通过固定结构与弹性连接单元连接。

具体地，固定结构为衬套，衬套包括衬套本体以及设置于衬套本体外侧周缘上的两段滚齿，两段滚齿之间相互配合形成凹槽。

进一步地，浮动结构为安装于端子上的压铆螺母，底座上具有用于容置压铆螺母的定位套筒。

进一步地，端子还包括连接条；连接条的两端分别与主板连接部和副板连接部连接，且主板连接部与副板连接部之间具有高度差。

具体地，主板连接部、副板连接部以及连接条相互配合形成纵截面为“Z”字型的端子本体。

具体地，连接条上间隔设置有多个梳状条形槽，且多个梳状条形槽的延伸方向与连接条的延伸方向一致。

具体地，端子还包括插头，底座上设置有与插头卡接的卡接结构。

本实用新型实施例还进一步公开了一种控制器，其包括上述的板间连接器，该控制器还包括主板和副板，主板和副板通过板间连接器相互连接。

进一步地，控制器包括外壳体，底座与外壳体一体成型。

本实用新型的实施例至少具有以下有益效果：

1)该板间连接器在连接PCB主板和副板的同时，能够通过浮动结构带动端子浮动，从而迫使端子向PCB板移动，进而消除端子与PCB板之间的间隙，实现板间连接器的浮动效果；

2)端子通过自身能制造高度差的连接条，增大了自身表面的横截面积，进而减小了端子的体电阻，由于电阻越小，发热量越少，故可以用于提高载流能力。

3)本实用新型的板间连接器由于弹性连接单元的设置，使得该板间连接器具有良好的浮动性，其浮动消耗的预紧力较小，所以压紧力较大，进而端子与PCB板之间的接接触电阻变小，载流能力变强。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1为现有技术中Amphenol板间连接器的工作原理图；

图2为现有技术中Amphenol板间连接器的立体图；

图3为现有技术中Molex板间连接器的工作原理图；

图4为现有技术中Molex板间连接器的立体图；

图5为本实用新型实施例1提供的板间连接器的结构示意图之一；

图6为图5所示的板间连接器的爆炸图；

图7为图5所示的板间连接器的工作原理图；

图8为图5所示的板间连接器的实际状态图；

图9为图5所示的板间连接器未安装时的示意图；

图10为本实用新型实施例端子的结构示意图；

图11为本实用新型实施例衬套单元的结构示意图；

图12为本实用新型实施例2提供的板间连接器的结构示意图之二；

图13为图12所示的板间连接器的爆炸图；

图14为图12所示的板间连接器的工作原理图；

图15为本实用新型实施例3提供的板间连接器的结构示意图之三；

图16为图15所示的板间连接器的爆炸图；

图17为图15所示的板间连接器的工作原理图。

图标：100-端子；101-主板连接部；102-副板连接部；103-连接条；1031-梳状条形槽；104-插头；1041-方孔；

200-板间连接器；2011-支板；2012-横支梁；2013-加强板；2021-悬梁块；2022-支撑板；203-螺钉柱；210-衬套；211-衬套本体；212-凹槽；213-滚齿；214-压铆螺母；220-底座；231-卡接柱；232-方槽；233-卡扣；241-主板螺钉；242-副板螺钉；243-主板；244-副板；251-弹性让位间隙。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

实施例1

图1为现有技术中Amphenol板间连接器的工作原理图；图2为现有技术中Amphenol板间连接器的立体图；图3为现有技术中Molex板间连接器的工作原理图；图4为现有技术中Molex板间连接器的立体图。

如图1-图4所示，现有的浮动型板间连接器为两种类型。第一类的浮动型板间连接器一般分为两半，焊接到各自的PCB板之后再对插，其典型结构如图1和图2所示(Amphenol专利：CN213878485U)。这种板间连接器具有良好的浮动性(X、Y、Z的浮动量约为±0.5)，但缺点是端子的横截面积较小、只能承载小电流。另一类浮动型板间连接器可实现浮动，而且够承载大电流，其典型结构如图3和图4所示(Molex专利：CN206712064U)。其结构分为公端和母端，公端为变截面的铜柱，母端将“鼠笼式”的弹性端子置于圆管中，再将其与铜排连接在一起，然后分别将公端和母端焊接到PCB板上，最后将两块PCB板组装，即可实现上述浮动型、承载大电流的功能，但缺点是结构较为复杂、成本较高。

此外，由于现有技术中整车布置存在空间限制，汽车控制器的长度和宽度无法增加，1块PCB板的面积无法满足器件的布置需求。但是控制器的高度可以增加，于是控制器中出现了两块PCB板，并且，由于新能源汽车的电气需求，两块PCB板之间需要传输大电流，因此急需能够承载大电流的板间连接器。

请参照图5-图11，本实施例提供了一种板间连接器，该板间连接器包括：底座220、设置在底座220上的浮动结构以及端子100，端子100设有主板连接部101和副板连接部102。端子100通过主板连接部101和/或副板连接部102与浮动结构连接，以使得浮动结构至少能够带动端子100的一端浮动。

值得说明的是，该板间连接器在对PCB板进行安装时，能够通过浮动结构带动端子100浮动，从而迫使端子100向PCB板移动，进而消除端子100与PCB板之间的间隙，实现板间连接器200的浮动效果。此外，浮动结构至少能够带动端子100的一端浮动，则能通过带动主板243和/或副板244保证板间连接器的浮动能力。

在本实施例中，浮动结构为弹性连接单元，弹性连接单元连接在底座220上，且弹性连接单元自身配合形成有用于端子100浮动的弹性让位间隙251。

值得说明的是，板间连接器200的载流瓶颈取决于端子100本身的体电阻以及端子100与PCB板之间的接触电阻。电阻越小，发热量越少，载流能力越强。端子100与PCB板之间的接触电阻主要取决于两者之间的压紧力，压紧力越大，接触电阻越小。压紧力由螺钉与衬套受外力产生的Z向预紧力提供，由于弹性连接单元的设置使得该板间连接器200具有良好的浮动性，其浮动消耗的预紧力较小，所以压紧力较大，进而端子100与PCB板之间的接触电阻变小，载流能力变强。

在本实施例中，弹性连接单元包括支撑板2022和悬梁块2021，支撑板2022连接在底座220上，悬梁块2021一端固定在支撑板2022上，另一端与端子100连接，悬梁块2021与支撑板2022相互配合形成弹性让位间隙。

可以理解的是，悬梁块2021的其中部分覆盖于支撑板2022，则能利于形成弹性让位间隙251进而使得该弹性连接单元具有足够的弹性效果，保证端子安装于弹性连接单元后具备足够的浮动性。

可选地，控制器还包括螺钉柱203，螺钉柱203的上顶面与悬臂块2021的上顶面位于同一水平高度。

具体地，螺钉柱203的上顶面与悬臂块2021的上顶面位于同一水平高度能便于主板243和/或副板244的安装，主板243或副板244的安装可平行搭设于螺钉柱203和悬臂块2021上，保证其安装后的平整度。

在本实施例中，板间连接器200还包括固定结构，弹性连接单元上设置有用于容置固定结构的容置槽，端子通过固定结构与弹性连接单元连接。

在本实施例中，固定结构为衬套210，衬套210包括衬套本体211以及设置于衬套本体211外侧周缘上的两段滚齿213，两段滚齿213之间相互配合形成凹槽212。

值得说明的是，衬套可以通过凹槽212和滚齿213防止自身转动、脱出，进而避免出现安装不稳定的现象的发生。在本实施例的一种实施方式中，衬套210可以采用金属材料制成，金属衬套不容易产生蠕变，因此控制器的生命周期内都可确保接触电阻较小。

如图10所示，本实施例中的端子100包括端子本体。端子本体可以包括主板连接部101、副板连接部102以及连接条103；连接条103的两端分别与主板连接部101和副板连接部102连接，且主板连接部101与副板连接部102之间具有高度差。

该端子100通过自身能制造高度差的连接条103，在便于主板243和副板244安装的同时，增大了自身表面的横截面积，进而减小了端子100的体电阻，由于电阻越小，发热量越少，故可以用于提高载流能力。该端子100的构造在使用过程中无须对控制器的长度和宽度进行改进，仅需要调整控制器的高度即可，满足了现有技术中所遇到的布置需求。

在本实施例中，主板连接部101、副板连接部102以及连接条103相互配合形成纵截面为“Z”字型的端子本体。

值得说明的是，纵截面为“Z”字型的端子本体作为一种优选的实施方式，其在保证主板连接部101和副板连接部102具备高度差的同时，还具有制造工艺简便的优点，其成本低，仅需简单冲压即可制备。根据具体实施环境的不同，连接条103也可以为弧形或其他形状，以形成纵截面为其他异形的端子本体，其只要能达到增大端子本体自身表面的横截面积的目的即可，本实施例并不构成对端子本体其他结构形式的限定。

在本实施例中，连接条103上间隔设置有多个梳状条形槽1031，且多个梳状条形槽1031的延伸方向与连接条103的延伸方向一致。

值得说明的是，在一种实施方式中可以设置多个均匀间隔设置的梳状条形槽1031，其能够增加该端子本体的柔性，提高端子本体弹性变形的能力，进而增大浮动性。

可选地，端子本体由紫铜材料制成。

具体地，根据体电阻公式R＝ρL/S，端子100本身的体电阻主要考虑基材电阻率ρ，以及端子100的横截面积S(端子100的长度L虽然导致电阻增大，但也利于散热)，端子本体的基材选择采用紫铜可降低电阻率ρ，进而减小端子本体的体电阻。根据具体实施环境的不同，端子100本身也可以采用其他低电阻的材料。

在本实施例中，端子100还包括插头104，底座220上设置有与插头104卡接的卡接结构，插头104与副板连接部102连接。卡接结构包括至少两个卡接柱231，至少两个卡接柱231相互配合形成与插头104相互适配的方槽232。

具体地，卡接结构还包括卡扣233，插头104上设置有卡扣233相互适配的方孔1041。

值得说明的是，端子100的插头104与卡接柱231相互配合形成的方槽232对配，限制端子100在X、Y方向的平移、转动；端子100的方孔1041与卡扣233的凸缘对配，防止端子100沿Z向脱出。

还值得说明的是，插头104可以用于与方槽232配合，以限制端子100的活动自由度。插头104的位置可以与连接条103相互平行(如图13所示)或相互垂直(如图10所示)，本实施例并不构成对插头104具体结构或位置的限定，其结构形式只要能起到限制端子100活动自由度的目的即可。该结构能够在运输过程中固定端子与板间连接器，便于提高运输的稳定性。

本实施例还提供了一种控制器，其包括上述的板间连接器200。该控制器还包括主板243和副板244，主板243和副板244分别抵接于端子100。

此外，该控制器包括外壳体，底座220与外壳体一体成型。

在本实施例中，控制器还包括主板螺钉241、副板螺钉242。主板螺钉241嵌设于容置槽(图8中悬梁块内的槽)内，且依次穿设于主板243、主板连接部101和衬套210；副板螺钉242嵌设于容置槽内，且依次穿设于副板244、副板连接部102和衬套210。

该板间连接器200的装配顺序为：先将端子100插入底座220上的卡扣233，然后安装副板244，最后安装主板243，端子100、副板244、主板243均通过主板螺钉241或副板螺钉242固定在底座220上。

工作原理：按照理论设计状态，板间连接器200的工作原理如图7所示；但是，由于实际制造和装配过程中存在公差，在螺钉锁紧前，PCB板与端子100之间存在间隙，如图8所示。如果存在间隙，会导致两块PCB板之间的电气连接断开，造成控制器无法正常工作。本实施例中的弹性连接单元为悬梁块与支撑板，该悬梁块2021受到沿Z向的螺钉预紧力时，悬臂可产生弹性变形，从而带动衬套210沿Z向朝着主板243或副板244移动，最终使主板243或副板244与端子100被压紧在一起，达到消除间隙的目的。因此，本实施例的板间连接器200具有良好的浮动性。该实施例与现有专利的浮动原理进行对比：如背景技术，现有专利完全依靠端子100的弹性变形来实现浮动，从而限制了端子100的横截面积；而本实施例不仅Z形端子100可以通过梳状连接条103进行弹性变形，更主要的是通过底座220的悬臂进行大幅地浮动——这样就使端子100在横截面积较大的情况下，仍然具备良好的浮动性。

综上，请再次参照图5-图11。由于大多数现有的板间连接器200无法承载大电流，此处只对比本实施例和Molex连接器：1)本实施例所需零件的结构和制造工艺都比较简单，螺钉属于标准件，端子100属于简易冲压件，悬臂粱和卡扣233属于控制器外壳的一部分，而如背景，Molex连接器的零件结构和制造工艺比较复杂；2)本实施例的装配工艺也比较简单，端子100很方便地插入卡扣233中，而且端子100无需焊接至PCB板，而Molex连接器则需要分别将公、母端子100焊接至PCB板；3)可靠性高，如前，整个控制器的生命周期都可确保两块PCB板之间所需的电气连接。所以，本实施例不仅具备良好的浮动性和强大的载流能力，而且与现有专利相比，结构工艺明显简化，成本也应该明显降低。

实施例2

请参照图12-图14。

本实用新型实施例2还提供了另一种板间连接器200。该板间连接器包括：底座220、设置在底座220上的浮动结构以及端子100，端子100设有主板连接部101和副板连接部102。端子100通过主板连接部101和/或副板连接部102与浮动结构连接，以使得浮动结构至少能够带动端子100的一端浮动。

在该实施例中，除了弹性连接单元与实施例1不同以外，其他结构均为相同，故，其他相同结构在本实施例中不再赘述。

本实施例中的弹性连接单元包括支板2011以及搭设于支板2011上的横支梁2012，支板2011连接在底座220上，横支梁2012远离支板2011的一侧与端子100连接，支板2011与横支梁2012相互配合形成弹性让位间隙251。

值得说明的是，衬套210可随着横支梁2012的弹性变形而上下浮动，从而消除端子100与主板243或副板244之间的间隙，实现板间连接器200的浮动效果。

在本实施例中，弹性连接单元还包括加强板2013，加强板2013与支板2011的侧边连接，并与底座220连接。可以理解的是，加强板2013可以提高该弹性连接单元的结构稳定性，增强该板间连接器的使用效果。

实施例3

请参照图15-图17。

本实用新型实施例3还提供了另一种板间连接器200。该板间连接器包括：底座220、设置在底座220上的浮动结构以及端子100，端子100设有主板连接部101和副板连接部102。端子100通过主板连接部101和/或副板连接部102与浮动结构连接，以使得浮动结构至少能够带动端子100的一端浮动。

本实施例中的浮动结构为压铆螺母214，压铆螺母214固定连接于端子100，底座220上具有用于容置压铆螺母214的定位套筒。

值得说明的是，将带螺纹的压铆螺母214与端子100铆接在一起，拧紧螺钉的时候，预紧力迫使端子100向PCB板移动，从而消除端子100与PCB板之间的间隙，实现板间连接器200的浮动效果。此外，本实施例中的压铆螺母也可以为自锁螺母等其他结构，只要其能通过预紧力实现板间连接器200浮动的效果即可。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

最后，应当理解的是，本说明书中实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (14)

1.一种板间连接器，用于连接主板和副板，其特征在于，所述板间连接器包括底座、设置在底座上的浮动结构以及端子，所述端子设有主板连接部和副板连接部；

所述端子通过所述主板连接部和/或所述副板连接部与所述浮动结构连接，以使得所述浮动结构至少能够带动所述端子的一端浮动。

2.根据权利要求1所述的板间连接器，其特征在于，所述浮动结构为弹性连接单元，所述弹性连接单元连接在所述底座上，且所述弹性连接单元自身配合形成有用于所述端子浮动的弹性让位间隙。

3.根据权利要求2所述的板间连接器，其特征在于，所述弹性连接单元包括支撑板和悬梁块，所述支撑板连接在所述底座上，所述悬梁块一端固定在所述支撑板上，另一端与所述端子连接，所述悬梁块与所述支撑板相互配合形成所述弹性让位间隙。

4.根据权利要求2所述的板间连接器，其特征在于，所述弹性连接单元包括支板以及搭设于所述支板上的横支梁，所述支板连接在所述底座上，所述横支梁远离所述支板的一侧与所述端子连接，所述支板与所述横支梁相互配合形成所述弹性让位间隙。

5.根据权利要求4所述的板间连接器，其特征在于，所述弹性连接单元还包括加强板，所述加强板设置在所述支板的侧边，并与所述底座连接。

6.根据权利要求2所述的板间连接器，其特征在于，所述板间连接器还包括固定结构，所述弹性连接单元上设置有用于容置所述固定结构的容置槽，所述端子通过所述固定结构与所述弹性连接单元连接。

7.根据权利要求6所述的板间连接器，其特征在于，所述固定结构为衬套，所述衬套包括衬套本体以及设置于所述衬套本体外侧周缘上的两段滚齿，两段所述滚齿之间相互配合形成凹槽。

8.根据权利要求1所述的板间连接器，其特征在于，所述浮动结构为安装于所述端子上的压铆螺母，所述底座上具有用于容置所述压铆螺母的定位套筒。

9.根据权利要求1-8任一项所述的板间连接器，其特征在于，所述端子还包括连接条；

所述连接条的两端分别与所述主板连接部和所述副板连接部连接，且所述主板连接部与所述副板连接部之间具有高度差。

10.根据权利要求9所述的板间连接器，其特征在于，所述主板连接部、所述副板连接部以及所述连接条相互配合形成纵截面为“Z”字型的所述端子本体。

11.根据权利要求10所述的板间连接器，其特征在于，所述连接条上间隔设置有多个梳状条形槽，且多个所述梳状条形槽的延伸方向与所述连接条的延伸方向一致。

12.根据权利要求1所述的板间连接器，其特征在于，所述端子还包括插头，所述底座上设置有与所述插头卡接的卡接结构。

13.一种控制器，包括如权利要求1-12中任一项所述的板间连接器，其特征在于，

所述控制器还包括所述主板和所述副板，所述主板和所述副板通过所述板间连接器相互连接。

14.根据权利要求13所述的控制器，其特征在于，所述控制器包括外壳体，所述底座与所述外壳体一体成型。