Патент на изобретение №2163047
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПРИСПОСОБЛЕНИЯ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СОЕДИНЕНИЯМ МЕЖДУ УСТРОЙСТВАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
(57) Реферат: Изобретение относится к электрическому разъему 311, позволяющему создавать гальванический контакт между контактной площадкой 313 первого электрического устройства 300 и контактной площадкой 331 второго электрического устройства 307. Разъем 311 можно механически присоединять к и отсоединять от, по меньшей мере, первого электрического устройства 300, причем разъем содержит первый упругий контактный штырь 312, подсоединенный ко второму упругому контактному штырю. При механическом присоединении, по меньшей мере, к первому электрическому устройству 300 первый упругий контактный штырь 312 прилегает к контактной площадке 313 первого электрического устройства 300, а второй упругий контактный штырь прилегает к контактной площадке 331 второго электрического устройства 307. Изобретение обеспечивает надежный гальванический контакт между отдельными электрическими блоками, малые габариты разъема и легкую заменяемость блоков без вскрытия устройства. 2 с. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил. Настоящее изобретение относится к съемному средству электрического разъема, которое дает возможность создания электрического контакта между электрическими устройствами, которые можно механически присоединять и отсоединять друг от друга. Технический прогресс в области портативных телефонных терминалов достиг с точки зрения таких характеристик, как вес и размеры, такого уровня, когда необходимо принимать во внимание физиогномические соображения. Ограничения на размеры предыдущих поколений мобильных терминалов были продиктованы размерами компонентов терминала не меньше чем размерами батарейного источника питания. С другой стороны, современные терминалы содержат небольшое количество маломощных схем с высокой степенью интеграции, которые легко монтируются внутри блока размером с ладонь. Фактически размеры меньшего среди разработанных в последнее время терминалов таковы, что расстояние между громкоговорителем и микрофоном стало важным конструктивным фактором. Для того, чтобы сделать терминалы еще более миниатюрными, сохраняя при этом правильное взаимное положение между громкоговорителем/микрофоном и ухом/ртом пользователя, нашли повсеместное применение такие механические решения, как складные крышки и консоли, содержащие микрофон или громкоговоритель. Проблема, связанная с терминалами, оборудованными складной и откидной крышкой, а фактически с любым устройством, которое содержит электрические субблоки, которые можно механически отделить друг от друга, очевидно, состоит в их чувствительности к неправильному механическому обращению. Это относится как к обычному ежедневному обращению, так и случайному неправильному обращению из-за неосторожности со стороны пользователя. Эта проблема привела к необходимости иметь заменяемое средство разъема между крышкой и устройством или между субблоками устройства. Типичный пример состояния известного уровня техники в этой области раскрыт в Европейской патентной заявке с номером публикации ЕР-0720339, где раскрыто электронное устройство, имеющее шарнирную конструкцию. Съемный шарнирный разъем для соединения электрических схем двух корпусных деталей электронного устройства содержит электрически проводящий элемент в виде гибкой печатной платы. Электрический контакт может осуществляться через разъемы PCMCIA (Международная ассоциация по платам памяти персональных компьютеров) на противоположных концах печатной платы. Разъем, раскрытый в упомянутой заявке EP-0720339, составляет часть механического соединителя между двумя корпусными деталями устройства. Для обеспечения возможности поворота двух корпусных деталей разъем содержит две отдельные втулочные детали, которые поворачиваются друг относительно друга. Проводящий элемент расположен внутри втулочных деталей и подвергается изгибающему перемещению, когда втулочные детали поворачиваются. Следовательно, необходимо, чтобы проводящая часть была выполнена в виде гибкой печатной платы, что делает разъем, содержащий такую печатную плату, неоправданно громоздким. Кроме того, из-за того, что сопрягающиеся части разъема, раскрытого в упомянутой заявке EP-0720339, выполнены в виде разъемов PCMC, данный разъем неприменим в ситуациях, когда желательно иметь маленькие физические размеры. Известен также электрический разъем, позволяющий создавать гальванический контакт между контактной площадкой первого электрического устройства и контактной площадкой второго электрического устройства, причем электрический разъем выполнен с возможностью механически присоединяться к и отсоединяться от, по меньшей мере, первого электрического устройства и имеет первый упругий контактный штырь, подсоединенный ко второму упругому контактному штырю – патент Германии N 4344272, кл. H 01 R 13/24. 30.06.94. Сущность изобретения С точки зрения вышеописанного известного уровня техники остаются нерешенными ряд проблем, относящихся к электрическим разъемам для присоединяемых и отсоединяемых крышек на портативных электрических устройствах, а фактически относящихся к разъему для любого электрического устройства, содержащего механически разделяемые блоки. Следовательно, первая проблема, решаемая настоящим изобретением, состоит в разъеме, который дает возможность создавать надежный гальванический контакт между отдельными электрическими блоками и в то же время имеет небольшой размер и легко заменяется. Другая проблема, решаемая настоящим изобретением, состоит в электрическом разъеме, который дает возможность создания надежного гальванического контакта между поворачивающимися друг относительно друга электрическими устройствами. Целью настоящего изобретения является преодоление вышеуказанных проблем. Короче говоря, это достигается созданием разъема, а также портативного устройства, содержащего разъем, который, будучи соединенным между двумя электрическими блоками, прилегает к контактным площадкам этих блоков. Более конкретно, объектом настоящего изобретения является электрический разъем, позволяющий создать гальванический контакт между контактной площадкой первого электрического устройства и контактной площадкой второго электрического устройства. Разъем выполнен с возможностью механически присоединяться к и отсоединяться от, по меньшей мере, первого электрического устройства, при этом разъем содержит первый упругий контактный штырь, подсоединенный ко второму упругому контактному штырю. Упругие контактные штыри, по меньшей мере, частично расположены внутри удлиненной втулочной части, первый упругий контактный штырь удлинен и его упругое воздействие направлено вдоль первого направления (x), параллельного продольному направлению втулочной части, при этом упругое воздействие упомянутого второго упругого контактного штыря направлено, главным образом, вдоль второго направления (Y), при этом электрический разъем выполнен с возможностью механического подсоединения к, по меньшей мере, первому электрическому устройству таким образом, что первый упругий контактный штырь прилегает к контактной площадке первого электрического устройства, а второй упругий контактный штырь прилегает к контактной площадке второго электрического устройства. По меньшей мере, один из упругих штырей является “пого-штырем”. При механическом соединении к, по меньшей мере, первому электрическому устройству электрический разъем образует часть шарнирной конструкции, которая обеспечивает возможность вращательного перемещения между первым электрическим устройством и вторым электрическим устройством, поддерживая электрическое и механическое соединение между электрическими устройствами. При механическом присоединении к первому электрическому устройству электрический разъем располагается в углублении корпуса, причем упомянутое углубление доступно снаружи корпуса, и разъем выполнен с возможностью введения внутрь и извлечения из углубления. Портативное электрическое приспособление содержит первое электрическое устройство, второе электрическое устройство и электрический разъем, обеспечивающий возможность создавать гальванический контакт между контактной площадкой первого электрического устройства и контактной площадкой второго электрического устройства, причем электрический разъем выполнен с возможностью механически присоединяться к и отсоединяться от, по меньшей мере, первого электрического устройства и имеет первый упругий контактный штырь, подсоединенный ко второму упругому контактному штырю, причем контактные штыри, по меньшей мере, частично расположены внутри удлиненной втулочной части, первый упругий контактный штырь удлинен, и его упругое воздействие направлено вдоль первого направления (X), параллельно продольному направлению втулочной части, упругое воздействие упомянутого второго упругого контактного штыря направлено, главным образом, вдоль второго направления (Y), при этом электрический разъем выполнен с возможностью механического подсоединения к, по меньшей мере, первому электрическому устройству таким образом, что первый упругий контактный штырь прилегает к контактной площадке первого электрического устройства, а второй упругий контактный штырь прилегает к контактной площадке второго электрического устройства. По меньшей мере, один из упругих штырей является “пого-штырем”. При механическом присоединении электрического разъема к, по меньшей мере, первому электрическому устройству разъем образует часть шарнирной конструкции, которая обеспечивает возможность вращательного перемещения между первым электрическим устройством и вторым электрическим устройством, поддерживая электрическое и механическое соединение между электрическими устройствами. Портативное электрическое приспособление при механическом присоединении разъема к, по меньшей мере, первому электрическому устройству располагается в углублении корпуса, причем упомянутое углубление доступно снаружи корпуса, и электрический разъем выполнен с возможностью введения внутрь и извлечения из углубления. Портативное электрическое приспособление представляет собой мобильный телефонный терминал. Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно компактно и поэтому легко реализуется в виде встроенной части шарнирной конструкции между двумя электрическими устройствами. Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что благодаря наличию в нем упругих контактных штырей обеспечивается надежный гальванический контакт между электрическими устройствами, и в то же время имеется возможность перемещения двух блоков электрического устройства друг относительно друга. Еще одним преимуществом настоящего изобретения является то, что оно обеспечивает легко заменяемый разъем для портативного устройства благодаря тому, что во время замены нет необходимости вскрывать устройство. Фиг. 1 – схематическое поперечное сечение первого варианта разъема согласно изобретению. Фиг. 2 – схематическое поперечное сечение второго варианта разъема, соединяющего два электрических устройства, согласно изобретению. Фиг. 3 – схематическое изображение в перспективе телефонного терминала, имеющего заменяемую откидную крышку, содержащую разъем согласно изобретению. Фиг. 4a – схематический вид сверху мобильного телефонного терминала (оконечного устройства), имеющего заменяемую крышку, подсоединенную к терминалу через разъем согласно изобретению. Фиг. 4b – схематическое поперечное сечение крышки согласно изобретению. Фиг. 4c – схематическое поперечное сечение крышки и корпуса телефона, содержащего разъем согласно изобретению. Первый предпочтительный вариант электрического разъема 100 согласно изобретению показан на фиг. 1. Это первое поперечное сечение 150 и второе поперечное сечение 160, соответствующее поперечному сечению А-А на первом виде 150. Внутри удлиненной непроводящей втулки 107 размещены первый контактный штырь 101 и второй контактный штырь 106. Разъем 100 гальванически соединяет первую контактную площадку 130 первого электрического блока 131 со второй контактной площадкой 140 второго электрического блока 141. Первый контактный штырь 101 прилегает к первой контактной площадке 130 первого электрического устройства 131, а второй контактный штырь 106 примыкает ко второй контактной площадке 140 второго электрического устройства 141. Гальванический контакт между штырями 101, 106 и соответствующей контактной площадкой 130, 140 обеспечивается тем, что штыри 101, 106 являются упругими, что вынуждает их прилегать к площадкам 130, 140. Электрические блоки 131, 141 подробно не раскрываются и показаны только в целях иллюстрации. В действительности устройства 131, 141 могут представлять собой устройства любого типа, известного в данной области техники. Описанные ниже дополнительные варианты содержат конкретные устройства, к примеру мобильный телефон. Первый контактный штырь 101, обычно известный специалистам как штырь “Пого” (Pogo-pin), имеет удлиненную форму и круглое поперечное сечение, как показано на виде А-А. Штырь 101 расположен концентрически в полости 110 с круглым поперечным сечением гильзы проводящего штыря 102. Штырь 101 является упругим вдоль первого направления X и, следовательно, оказывает давление на первую контактную площадку 130. Упругое воздействие первого контактного штыря 101 обеспечивается цилиндрической пружиной 103, которая расположена концентрически вокруг первого штыря 101 внутри гильзы 102. Фланец 108 на штыре 101 и фланец 109 на внутренней части гильзы 102 обеспечивают упор для пружины 103. Гальванический контакт между первым штырем 101 и гильзой 102 поддерживается посредством фланцев 108, 109 и пружины 103. Удлиненная непроводящая втулка 107 окружает первый контактный штырь 101 так, что первый контактный штырь 101 частично выступает из втулки 107. Выбор конкретного материала для втулки 107 не входит в объем настоящего изобретения и поэтому далее не обсуждается, хотя очевидно, что любая известная пластмасса является приемлемой альтернативной. Второй упругий контактный штырь 106 представляет собой удлиненный элемент в виде жилы с изогнутым промежуточным участком 105, подсоединенным к гильзе 110. Упругое воздействие вдоль второго направления Y обеспечивается формой штыря 106 в виде жилы и промежуточной частью 105 и тем, что он свободно перемещается внутри полости 111 втулки 107 вдоль второго направления Y. На фиг. 2 показан вариант изобретения, где разъем 200 обеспечивает гальванический контакт между первой контактной площадкой 203 первого электрического устройства 201 и второй контактной площадкой 207 второго электрического устройства 205. Устройства 201, 205 механически соединяются друг с другом посредством механического соединителя 216. Примером механического соединителя, применимого для реализации настоящего изобретения, очевидно, является одна из шарнирных конструкций такого портативного устройства, как мобильный телефон. Контактные площадки 203, 207 подсоединены к электрическим схемам 202, 206 устройств. Первая контактная площадка 203 доступна в углублении 24 первого устройства 201, а вторая контактная площадка 207 доступна в углублении 208 второго устройства 205. Разъем 200 содержит корпус 209, форма которого дает возможность его плотной посадки в углублениях 204, 208 устройств 201, 205. Конкретная форма корпуса разъема 209, а также конкретная форма углублений 204, 208 приведена лишь в целях иллюстрации и показана в общем случае как прямоугольная. Внутри корпуса 209 разъема 200 расположены два взаимосвязанных упругих контактных штыря: первый штырь 210 и второй штырь 212. Оба штыря 210, 212 являются упругими вдоль направления Z, как схематически показано с помощью пружинных конструкций 211, 213. Штыри 210, 212 выступают из корпуса разъема 209 с противоположных сторон и располагаются в позициях вдоль четвертого направления W, соответствующего позициям вдоль направления W контактных площадок 203, 207 в углублениях 204, 208. Как и в предыдущем примере, раскрытом в связи с фиг. 1, пружинные конструкции 211, 213 могут быть выполнены в виде упругой конструкции штырей Пого либо любой другой подобной известной специалистам конструкции. Разъем 200 легко вставляется или удаляется из углублений 204, 208. При вставке разъем 200 удерживается в своем положении посредством того, что форма корпуса 209 соответствует форме углублений 204, 208, и тем, что упругость контактных штырей 210, 212 создает силы трения между контактными штырями 210, 212 и контактными площадками 203, 207. Также благодаря упругому воздействию контактных штырей 210, 212 любое незначительное относительное перемещение, допускаемое механическим соединителем 216, между устройствами 201, 205 вдоль любого направления Z, W, не нарушит гальванический контакт между контактными штырями 210, 212 и контактными площадками 203, 207. На фиг. 3 и 4a-c показано настоящее изобретение, реализованное в сочетании с портативным телефонным терминалом. На фиг. 3 представлено изображение в перспективе электрического устройства в виде портативного телефона 300, содержащего корпус 301 и снимаемую откидную крышку 302. Телефонный терминал 300 содержит ряд компонентов, известных в данной области техники, и поэтому здесь они описываются весьма кратко. Это – антенна 303, громкоговоритель 306, расположенный рядом с отверстиями 340 в корпусе, дисплей 304 и кнопки 305. Складывающуюся откидную крышку 302 можно присоединять и отсоединять от корпуса 301 с помощью механических соединительных звеньев 308, 309: соединительного звена 308 крышки и соединительного звена 309 корпуса. Откидная крышка складывается из положения, показанного на фиг. 3, в сложенное положение, когда она частично перекрывает кнопки 305 телефона 300. Откидная крышка 302 содержит микрофон 307, расположенный рядом с отверстиями 330 крышки 302. Внутри корпуса 301 находятся электрические компоненты (на фиг. 3 не показаны), которые дают возможность пользователю телефонного терминала 300 осуществлять связь в сети электросвязи (на фигуре не показана) хорошо известным способом, к примеру через сотовую мобильную телефонную сеть GSM (Глобальная система для мобильной связи) либо любую другую цифровую или аналоговую сеть. Микрофон 307 в откидной крышке 302 электрически подсоединен через электрический провод крышки 320 к электрическим компонентам в корпусе 301 через электрический разъем 311. Разъем 311 располагается внутри углубления 310 соединительного звена корпуса 309, и его можно вводить в и извлекать из углубления 310 снаружи корпуса 301, как показано на фиг. 3, где разъем изображен в извлеченном положении. Разъем содержит первые упругие электрические контактные штыри 312 и вторые упругие контактные штыри (432 на фиг. 4c) и может быть типа того, что раскрыт в связи с фиг. 1. Первые упругие контактные штыри 312 находятся в гальваническом контакте с контактными площадками крышки 331, расположенными на механическом соединительном звене крышки 308. Вторые упругие контактные штыри (432 на фиг. 4с) имеют гальванический контакт с контактными площадками терминала 313 электрических схем в корпусе 301. Следует отметить, что точная форма разъема 311 не является критичной для посадки разъема в углубление 310. Она может, к примеру, иметь более или менее удлиненную форму и содержать головки или зубцы, которые обеспечивают плотную посадку в углубление 310. Более подробно соединение между микрофоном 307 и схемами внутри корпуса 301 мобильного телефонного терминала 400 показано на фиг. 4a, 4b и 4c. На фиг. 4а представлен вид сверху на телефон 400. На фиг 4b показано первое поперечное сечение А-А, а на фиг. 4c – второе поперечное сечение В-В телефона 400 на фиг. 4a. Телефон 400 содержит, например, как показано на фиг. 3, хорошо известные компоненты, которые поэтому подробно не раскрываются. Это – корпус 401 с отверстиями 440, расположенными рядом с внутренним громкоговорителем (не показан), антенна 403 для передачи и приема радиосигналов, дисплей 404 и кнопки 405, выполняющие функцию интерфейса пользователя в соответствии с известным уровнем техники. Откидная крышка 402 подсоединяется к механическому соединительному звену 409 корпуса 401 посредством механических соединительных звеньев крышки 408. Как и в предыдущем примере, откидная крышка 402 способна поворачиваться вокруг оси 442 до такой степени, что она, по меньшей мере, частично прикрывает корпус 401. Откидная крышка 402 за отверстиями крышки 430 содержит внутренний микрофон (407 на фиг. 4b и 4c). На поперечном сечении А-А на фиг. 4b показано положение контактных площадок крышки 431, например площадок крышки 331, проиллюстрированных на фиг. 3. Контактные площадки крышки 431 образуют часть механического соединительного звена крышки 408 и удлинены до такой степени, что поворот крышки на угол 443 вокруг оси 442 обеспечивает непрерывный гальванический контакт с упругими контактными штырями (412 на фиг. 4c) разъема 411, как было описано в связи с фиг. 4c. Контактные площадки крышки 431 находятся в соединении с микрофоном 407 через соединительные электрические провода крышки 441, которые могут быть любого известного типа, например простыми проводами либо гибкой пленкой. На поперечном сечении В-В на фиг. 4c показано положение электрического разъема 411 в углублении 410 механического соединительного звена корпуса 409. Корпус 401 содержит электрические схемы 444, смонтированные на печатной плате (ПП) 440. Схемы 444 содержат контактные площадки схем 413, которые расположены на ПП 440 в районе углубления 410 механического соединительного звена 409. Электрический разъем 411 расположен в углублении 410, и вторые упругие контактные штыри 432 электрического разъема 411 подвергаются упругому воздействию, направленному на контактные площадки 413 на ПП 440. На первые упругие контактные штыри 412 электрического разъема 411 оказывается упругое воздействие, направленное на контактные площадки крышки (431 на фиг. 4b). Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.12.2006
Извещение опубликовано: 27.07.2010 БИ: 21/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
