TWI717186B - 連接器組裝結構 - Google Patents

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TWI717186B
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曾群運
侯建宇
蔡有淳
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Abstract

本揭露提供一種連接器組裝結構。連接器組裝結構包括一殼體、一電路板、一連接器、一固定件以及一彈性件。電路板設置於殼體。連接器設置於電路板。固定件固定於殼體。彈性件設置於固定件。電路板包括一凸柱。固定件包括對應於凸柱的一孔洞。凸柱穿過孔洞，且孔洞之一尺寸大於凸柱之一尺寸，使得電路板以及彈性件透過孔洞可相對於固定件移動。

Description

連接器組裝結構
本揭露是有關於一種元件之間的組裝結構，特別是有關於一種連接器組裝結構。
在製造各種元件時可能產生「成形誤差」，使得製造出的元件不符原先設計的規格。而且，在組裝元件時，可能產生「組裝誤差」，使得元件之間無法對準。常見的組裝方式是透過螺絲鎖附元件。不過，單純以螺絲來固定的方式雖然能夠具有高強度，但是靈活性不足。因此，在組裝元件時，容易因為成形誤差以及組裝誤差導致元件彼此之間的嵌合面產生偏差而無法順利組裝，甚至導致元件損壞。
因此，如何修正、彌補成形誤差以及組裝誤差相當重要。
本揭露提供一種連接器組裝結構。連接器組裝結構包括一殼體、一第一電路板、一連接器、一固定件、一彈性件以及一螺絲。第一電路板設置於殼體。連接器設置於第一電路板。固定件固定於殼體。彈性件設置於固定件。第一電路板包括至少一凸柱。固定件包括對應於第一電路板之凸柱的至少一孔洞。彈性件包括對 應於第一電路板之凸柱的至少一孔洞。第一電路板之凸柱穿過固定件之孔洞，且固定件之孔洞之一尺寸大於第一電路板之凸柱之一尺寸。螺絲穿過彈性件之孔洞以及第一電路板之凸柱，使得第一電路板以及彈性件透過孔洞可相對於固定件移動。
根據本揭露的一些實施例，連接器組裝結構更包括一定位件，設置於殼體。固定件包括一定位孔，定位件穿過定位孔。定位孔之一尺寸小於孔洞之一尺寸。定位件由可壓縮的材料製成。
根據本揭露的一些實施例，連接器組裝結構更包括一墊片，設置於第一電路板與固定件之間。墊片由絕緣材料製成，而固定件由金屬材料製成。固定件更包括一固定孔。螺絲穿過固定孔，以固定固定件與殼體。
根據本揭露的一些實施例，連接器組裝結構更包括一第二電路板。連接器包括一斜面，且第二電路板包括對應於斜面的一導引斜面，透過斜面以及導引斜面可導引第二電路板。彈性件更包括一彈片，抵接固定件。彈性件之一輪廓為菱形或長方形。
1:連接器組裝結構
10:殼體
11:容納空間
15:導軌
17:凹陷
18:螺絲孔
20:連接器
25:斜面
30:第一電路板
36:凸柱
37:定位孔
40:墊片
46:墊片之孔洞
47:定位孔
50:固定件
56:固定件之孔洞
57:定位孔
58:固定孔
60:彈性件
63:彈片
66:彈性件之孔洞
70:定位件
80:螺絲
100:電子裝置
110:第二電路板
115:導引斜面
120:外部電性連接部
當閱讀所附圖式時，從以下的詳細描述能最佳理解本揭露之各方面。應注意的是，各種特徵並不一定按照比例繪製。
第1圖是根據一些實施例的一連接器組裝結構以及一電子裝置的立體圖。
第2圖是根據一些實施例的連接器組裝結構的分解圖。
第3圖是根據一些實施例的連接器組裝結構的示意圖。
第4圖是根據一些實施例的連接器組裝結構的俯視圖。
第5圖是根據一些實施例的沿著第1圖中的A-A剖面線的連接器組裝結構以及電子裝置的剖面圖。
以下的揭露內容提供許多不同的實施例或範例，並敘述各個構件以及排列方式的特定範例，以實施本揭露的不同特徵。例如，若本說明書敘述了第一特徵形成於第二特徵「之上」或「上方」，即表示可包括第一特徵與第二特徵直接接觸的實施例，亦可包括有附加特徵形成於第一特徵與第二特徵之間，而使第一特徵與第二特徵未直接接觸的實施例。在說明書以及申請專利範圍中的序數，例如「第一」、「第二」等，並沒有順序上的先後關係，其僅用於標示區分二個具有相同名字之不同元件。除此之外，在本揭露的不同範例中，可能使用重複的符號或字母。
實施例中可能使用相對性的空間相關用詞，例如：「之下」、「下方」、「之上」、「上方」等用詞是為了便於描述圖式中元件或特徵與其他元件或特徵之間的關係。除了在圖式中繪示的方位外，這些空間相關用詞意欲包含使用中或操作中的裝置之不同方位。裝置可被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則在此使用的空間相關詞亦可依此相同解釋。
第1圖是根據一些實施例的一連接器組裝結構1以及一電子裝置100的立體圖。
電子裝置100大致呈長方體。電子裝置100可被安裝 至連接器組裝結構1。在一些實施例中，電子裝置100包括一溝槽105。電子裝置100可為一車用裝置，包括一車用娛樂裝置、一車用影音裝置、一車用控制系統等，例如：主動調節式巡航控制系統(Adaptive cruise control,ACC)。
電子裝置100之內部包括一第二電路板110，例如：印刷電路板(printed circuit board,PCB)、軟性電路板(printed circuit board,PCB)、軟硬複合板等。第二電路板110通常包括與第二電路板110外部的元件電性連接的一外部電性連接部120，例如，局部鍍金製程形成的金手指端。當電子裝置100被安裝至連接器組裝結構1時，第二電路板110與連接器組裝結構1嵌合或電性連接。更具體地，第二電路板110之外部電性連接部120與連接器組裝結構1之一連接器(connector)20嵌合。
第2圖是根據一些實施例的連接器組裝結構1的分解圖。連接器組裝結構1包括一殼體10、連接器20、一第一電路板30、一墊片40、一固定件50以及一彈性件60。
殼體10包括一容納空間11，用以容納電子裝置100。在一些實施例中，殼體10包括對應於電子裝置100之溝槽105的一導軌15。無論是在安裝或拆卸電子裝置100時，導軌15皆具有導引作用，有助於定位電子裝置100並使得電子裝置100更方便移動。殼體10可更包括二個凹陷17以及複數個螺絲孔18。
殼體10可能因應於連接器組裝結構1的周遭環境而具有不同的形狀或尺寸。殼體10本身可具有散熱作用。不過，亦可 額外在連接器組裝結構1中設置一散熱器來幫助散熱，例如，一冷板(cold plate)。
連接器20設置於第一電路板30，連接器20係作為電子裝置100中的第二電路板110與第一電路板30之間的連接元件。
第一電路板30可為一軟硬複合板，設置於殼體10。第一電路板30包括至少一凸柱36(例如，四個)。凸柱36可由金屬製成，例如：銅。凸柱36為中空的，其內部可具有螺紋。第一電路板30更包括對應於殼體10之凹陷17的二個定位孔37。
墊片40設置於第一電路板30與固定件50之間。於一實施例中，若固定件50由金屬材料製成時，墊片40由絕緣材料製成，以避免固定件50直接接觸第一電路板30而影響電子訊號的傳輸，且墊片40亦可降低電磁干擾(electromagnetic interference,EMI)。於另一實施例中，若固定件50並非由導電材料製成，則可能省略墊片40。值得注意的是，連接器組裝結構1周遭的環境溫度可能高達攝氏溫度約60度至約70度，因此，墊片40基本上需要選用可耐高溫的材料。墊片40包括對應於第一電路板30之凸柱36的至少一孔洞46(例如，四個)以及對應於第一電路板30之定位孔37的二個定位孔47。
固定件50設置於殼體10。固定件50由具有高強度的材料製成，例如：金屬。類似於墊片40，固定件50包括對應於第一電路板30之凸柱36的至少一孔洞56(例如，四個)以及對應於第一電路板30之定位孔37的二個定位孔57。基本上，會將定位孔57設 計成小於孔洞56，以達到精準定位的效果。
值得注意的是，固定件50之孔洞56之尺寸略大於第一電路板30之凸柱36之尺寸。因此，當凸柱36位於孔洞56中時，凸柱36仍可稍微移動。在一些實施例中，孔洞56具有類似於長圓孔(俗稱腰形孔)的形狀。孔洞56之實際形狀設計需要經過公差分析，以判斷預留給凸柱36移動的空間之多寡，並根據實際需求增減範圍。例如，在各個元件的排列方向可能產生較大的組裝誤差，故可將孔洞56設計成在平行於各個元件的排列方向上具有較垂直於各個元件的排列方向來得大的空間。
除此之外，固定件50更包括對應於殼體10之螺絲孔18的複數個固定孔58。
彈性件60設置於固定件50。彈性件60由具有彈性的材料製成而具有可變形、可撓曲等特性。類似於墊片40以及固定件50，彈性件60包括對應於第一電路板30之凸柱36的至少一孔洞66(例如，四個)。
連接器組裝結構1可更包括一定位件70。定位件70由可壓縮的材料製成，例如：橡膠。定位件70設置於殼體10之凹陷17。
一般而言，連接器組裝結構1更包括複數個螺絲80，以連接連接器組裝結構1之各個元件。一般而言，汽車相關的裝置或設備皆會使用螺絲固定，以達到抗震效果。不過，只要使各個元件能妥善地固定的方式皆落入本揭露之範疇內。
進行連接器組裝結構1之組裝時，首先，會先進行殼體10、第一電路板30、墊片40以及固定件50之定位。設置於殼體10之凹陷17的定位件70依序穿過第一電路板30之定位孔37、墊片40之定位孔47以及固定件50之定位孔57，完成初步定位。又，定位件70與定位孔37、定位孔47、定位孔57可達成精密配合，也就是定位件70與定位孔37、定位孔47、定位孔57之每一者之間不具有餘隙。
此時，第一電路板30之凸柱36依序穿過墊片40之孔洞46、固定件50之孔洞56以及彈性件60之孔洞66。
接下來，將螺絲80穿過固定件50之固定孔58以及殼體10之螺絲孔18，以將固定件50固定於殼體10。
最後，將螺絲80依序穿過彈性件60之孔洞66、固定件50之孔洞56以及墊片40之孔洞46並鎖附於第一電路板30之凸柱36，以完成連接器組裝結構1之組裝。
藉此，固定件50透過穿過固定孔58的螺絲80而幾乎完全地鎖附在殼體10上，固定件50相對殼體10是固定的且無法移動。不過，由於固定件50之孔洞56大於第一電路板30之凸柱36，使得第一電路板30以及彈性件60透過固定件50之孔洞56可相對於固定件56移動。舉例而言，將第二電路板110嵌合於連接器20時，第一電路板30以及彈性件60可產生位移，且彈性件60可產生變形，進而修正、彌補成形誤差以及組裝誤差。
值得注意的是，由於定位件70是由可壓縮的材料製 成，在鎖附螺絲80時，或者，在第一電路板30以及彈性件60產生位移時，定位件70是在被壓縮變形的狀態下，而不會影響連接器組裝結構1。
第3圖是根據一些實施例的連接器組裝結構1的示意圖，清楚顯示了組裝完成的連接器組裝結構1，在此以虛線繪示連接器20之所在位置。由於欲插入或拔出第二電路板110(在此未圖示)時，需要一定的插拔力道，這樣的力道經由多次插拔之後可能導致連接器20以及第一電路板30之變形或損壞。為了延長連接器20以及第一電路板30之使用壽命，本揭露之固定件50以及彈性件60可提供支撐效果。
如第3圖所示，將連接器20設置於彈性件60之輪廓內，藉由彈性件60吸收部分力，將使得彈性件60可有效保護連接器20。值得一提的是，彈性件60可具有不同的多邊形形狀的輪廓，例如：長方形。在本實施例中，彈性件60之輪廓為菱形。在達成相同保護效果情形下，菱形的無效區域較少，可減少浪費原料。
除此之外，由於車子在行駛時可能因路面顛簸等產生相當大的震動或衝擊，為了避免連接器20以及第一電路板30等元件損壞，必須增強連接器組裝結構1的抗震程度。
第4圖是根據一些實施例的連接器組裝結構1的俯視圖。請一併參考第3圖。如第3圖以及第4圖所示，彈性件60更包括二個彈片63，抵接固定件50。在第4圖中，以干涉配合的方式來繪示彈片63與固定件50，以表示彈片63提供相當大的夾持力，故可協 助固定連接器組裝結構1，進而增強連接器組裝結構1整體的抗震程度。
第5圖是根據一些實施例的沿著第1圖中的A-A剖面線的連接器組裝結構1以及電子裝置100的剖面圖。在此請搭配圖中的座標軸來理解以下內容中所描述的方向。在使用者沿著X軸方向插入電子裝置100之後，電子裝置100內的第二電路板110可與連接器20嵌合。在第5圖中可清楚看出固定件50之孔洞56之尺寸大於第一電路板30之凸柱36。因此，如上面所描述過的，固定件50固定於殼體10上而不會移動，不過，第一電路板30以及彈性件60透過固定件50之孔洞56可相對於固定件50移動。可幫助第二電路板110與連接器20嵌合，並有效修正、彌補成形誤差以及組裝誤差。值得注意的是，第一電路板30以及彈性件60可移動的範圍限於孔洞56以及凸柱36之間的餘隙。
除此之外，連接器20可包括二個斜面25。第二電路板110可包括二個導引斜面115。連接器20之斜面25以及第二電路板110之導引斜面115可導引第二電路板110。
舉例而言，將電子裝置100沿著X軸方向插入連接器組裝結構1時，可能因為成形誤差以及組裝誤差兩者綜合之影響使得第二電路板110的位置在Y軸方向上略高於第二電路板110應與連接器20嵌合的位置。此時，較上方的斜面25以及較上方的導引斜面115會接觸，並產生摩擦力。摩擦力會分別對連接器20以及第二電路板110產生反向的位移。連接器20及其所連接的第一電路板30 由於摩擦力可往正Y軸方向移動，帶動彈性件60一起往正Y軸方向移動且彈性件60可能產生變形。第二電路板110由於摩擦力則可往負Y軸方向移動。藉由前述之位移修正，第二電路板110可與連接器20順利連接，反之亦然。
也就是說，若成形誤差以及組裝誤差兩者綜合之影響使得第二電路板110的位置在Y軸方向上略低於第二電路板110應與連接器20嵌合的位置，較下方的斜面25以及較下方的導引斜面115會接觸，並產生摩擦力。此時，連接器20及其所連接的第一電路板30往負Y軸方向移動，帶動彈性件60一起往負Y軸方向移動且彈性件60可能產生變形。第二電路板110則可往正Y軸方向移動。藉由前述之位移修正，第二電路板110可與連接器20順利連接。
雖然前面僅描述了第二電路板110在Y軸方向上存在誤差的情形，但本揭露之固定件50之孔洞56之尺寸可在孔洞56之所有徑向方向上(YZ平面)皆設計成大於第一電路板30之凸柱36，亦即本揭露考慮了第二電路板110在孔洞56之所有徑向方向上存在誤差的情形。換句話說，本揭露之連接器組裝結構1可修正、彌補第二電路板110在孔洞56之所有徑向方向上存在誤差的情形。
本揭露提供了一種連接器組裝結構，包括一連接器、一第一電路板、一固定件以及一彈性件。利用公差分析設計固定件之孔洞，使得固定件之孔洞具有特殊尺寸，且第一電路板之凸柱可在固定件之孔洞內產生位移。彈性件則可增進組裝靈活度。基於本揭露，可有效消除成形誤差以及組裝誤差帶來的負面影響，使 得元件可順利組裝。
前面概述數個實施例之特徵，使得本技術領域中具有通常知識者可更好地理解本揭露的各方面。本技術領域中具有通常知識者應理解的是，可輕易地使用本揭露作為設計或修改其他製程以及結構的基礎，以實現在此介紹的實施例之相同目的及/或達到相同優點。本技術領域中具有通常知識者亦應理解的是，這樣的等同配置不背離本揭露的精神以及範圍，且在不背離本揭露之精神以及範圍的情況下，可對本揭露進行各種改變、替換以及更改。
1:連接器組裝結構
10:殼體
11:容納空間
15:導軌
17:凹陷
18:螺絲孔
20:連接器
30:第一電路板
36:凸柱
37:定位孔
40:墊片
46:孔洞
47:定位孔
50:固定件
56:孔洞
57:定位孔
58:固定孔
60:彈性件
66:孔洞
70:定位件
80:螺絲

Claims (9)

  1. 一種連接器組裝結構，包括：一殼體；一第一電路板，設置於該殼體；一連接器，設置於該第一電路板；一固定件，固定於該殼體；一彈性件，設置於該固定件；以及一螺絲；其中該第一電路板包括至少一凸柱，該固定件包括對應於該凸柱的至少一孔洞，該彈性件包括對應於該第一電路板之該凸柱的至少一孔洞，該第一電路板之該凸柱穿過該固定件之該孔洞，且該固定件之該孔洞之一尺寸大於該第一電路板之該凸柱之一尺寸；其中該螺絲穿過該彈性件之該孔洞以及該第一電路板之該凸柱，以固定該彈性件與該第一電路板，使得該第一電路板以及該彈性件透過該固定件之該孔洞可相對於該固定件移動。
  2. 如請求項1所述之連接器組裝結構，更包括一定位件，設置於該殼體，且該固定件包括一定位孔，該定位件穿過該定位孔。
  3. 如請求項2所述之連接器組裝結構，其中該定位孔之一尺寸小於該固定件之該孔洞之一尺寸。
  4. 如請求項2所述之連接器組裝結構，其中該定位件由可壓縮的材料製成。
  5. 如請求項1所述之連接器組裝結構，更包括一墊片，設置於該第一電路板與該固定件之間，其中該墊片由絕緣材料製成，而該固定件由金屬材料製成。
  6. 如請求項1所述之連接器組裝結構，更包括一螺絲，且該固定件更包括一固定孔，其中該螺絲穿過該固定孔，以固定該固定件與該殼體。
  7. 如請求項1所述之連接器組裝結構，更包括一第二電路板，其中該連接器包括一斜面，且該第二電路板包括對應於該斜面的一導引斜面，透過該斜面以及該導引斜面可導引該第二電路板。
  8. 如請求項1所述之連接器組裝結構，其中該彈性件更包括一彈片，抵接該固定件。
  9. 如請求項1所述之連接器組裝結構，其中該彈性件之一輪廓為菱形或長方形。
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