штепсельный разъем

Формула изобретения

Штепсельный разъем, содержащий штепсельную вилку с контактными штырями или пластинами, штепсельную розетку с контактными гнездами, имеющую ползун, способный перемещаться в поперечном к контактным гнездам направлении, имеющую рычаг или кнопку для перемещения ползуна, имеющую фиксатор, способный удерживать ползун в положении, при котором контактные штыри или пластины штепсельной вилки свободно проходят в контактные гнезда, имеющую кнопку спуска фиксатора в середине между контактными гнездами в районе входа контактных штырей штепсельной вилки, отличающийся тем, что ползун выполнен в виде рамки с решеткой проходящих между рядами контактных гнезд пластин, контактные гнезда выполнены в виде зажимов из упругого материала в форме, позволяющей плотно охватывать контактные штыри или пластины, одни из концов зажимов зафиксированы в неподвижной части штепсельной розетки, а вторые концы имеют возможность для перемещения, позволяющего увеличивать проходы охватывающих частей контактного гнезда до размера, свободно пропускающего контактные штыри или пластины, или уменьшать до размера, позволяющего контактным гнездам плотно охватывать контактные штыри или пластины, на вторых концах имеются выступы, расположенные в имеющихся в пластинах решетки ползуна для этих выступов пазах, способные сдвигать ползун и зажимать контактные стержни или пластины при открытии фиксатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и электронике. Может применяться как для подключения электропитания электрических и электронных устройств, так и для коммутации электрических и электронных схем, требующих при эксплуатации возможности легкого разъединения или соединения контактов.

Штепсельные разъемы широко применяются в электротехнике и электронике. Как правило, они состоят из вилки с контактными штырями и розетки с контактными гнездами. Гнездо или штырь делают из упругого электропроводящего материала такой формы, чтобы при соединении контактов происходила упругая деформация этого элемента, обеспечивающая необходимое для хорошего контакта сжатие. Поэтому для соединения или разъединения штепсельного соединения надо прикладывать усилие. По этой причине трудно определить, правильно ли ориентирована вилка относительно розетки, и контактные элементы часто подвергаются неупругой деформации, от чего штепсельный разъем выходит из строя.

Для обеспечения более надежного электрического контакта и более надежной фиксации штепсельного соединения применяются дополнительные элементы конструкции, ориентирующие и прижимающие контакты друг к другу, или соединяющие корпуса контактов друг с другом. Причем прижим осуществляется дополнительными операциями (свинчивание корпусов контактов, сдвиг или поворот прижимающих элементов и т.д.). Перед разъединением контактов также необходимо осуществить операцию освобождения от прижима контактов или отсоединения корпусов.

Известен процессорный ZIF-разъем (Zero Insertion Force) (US 6164999, 26.12.2000 г., 439/342), содержащий матрицу контактных гнезд на печатной материнской плате компьютера, подвижную платформу с отверстиями под контактные штыри процессора, рычаг для смещения платформы относительно матрицы контактных гнезд. Для установки процессора в разъем рычаг поднимается перпендикулярно материнской плате. При этом отверстия подвижной платформы совмещаются с контактными гнездами. Контактные стержни процессора свободно проходят через отверстия подвижной платформы и помещаются в контактные гнезда. Это снижает вероятность повреждения контактных элементов. Далее рычаг опускается к материнской плате и фиксируется на процессорном разъеме с помощью специального выступа. Подвижная платформа сдвигает контактные стержни процессора в поперечном к контактным гнездам направлении и прижимает их к стенкам контактных гнезд усилием зафиксированного рычага. В таком разъеме надежность каждого контакта зависит от точности изготовления и монтажа матрицы контактных гнезд на материнской плате и матрицы контактных стержней на процессоре. Чтобы исключить влияние неточности монтажа, увеличивают силу прижима, создаваемую с помощью рычага. Повышается трудоемкость изготовления и монтажа, а также стоимость процессора и материнской платы. Велика вероятность перекоса процессора и неправильной его фиксации. Так как усилие прижима контактных стержней к контактным гнездам значительно превышает необходимое, при перекосе возможно повреждение контактных стержней процессора.

Известен штепсельный разъем (патент RU 2295182 С1), выбранный за прототип, содержащий штепсельные вилку и розетку, имеющую фиксатор, способный удерживать ползун в положении, при котором контактные штыри или пластины вилки свободно проходят в контактные гнезда. В середине между контактных гнезд в районе входа контактных штырей вилки имеется кнопка спуска фиксатора, способная открыть фиксатор при нажатии на кнопку корпусом вилки, при помещении ее в штепсельную розетку. Контактные гнезда выполнены в виде зажимов из упругого материала в форме кривой, площадки в районе концов которой либо касаются друг друга, либо находятся на расстоянии, меньшем толщины контактных штырей или пластин, на одном из концов имеют выступы, расположенные в имеющихся в ползуне для этих выступов углублениях, способные сдвигать ползун и зажимать контактные стержни или пластины при открытии фиксатора. Такой штепсельный разъем удобен в эксплуатации, так как одним движением, без усилия производится соединение и фиксация электрических контактов в момент, когда все контактные стержни погружены в контактные гнезда на необходимую глубину, с обеспечением необходимого прижима между ними; одним нажатием на рычаг производится разъединение электрических контактов и извлечение штепсельной вилки из штепсельной розетки. Усилие прижима между контактами в каждом контактном гнезде определяется упругостью этого гнезда и не зависит от точности монтажа матриц контактных гнезд и матриц контактных штырей или пластин. При этом у данной конструкции есть и недостатки. Площадь надежного контакта стержня с гнездом мала, так как прижим осуществляется только площадками на концах контактного гнезда. Стержни вилки должны быть большой длины, так как ползун не позволяет вставить контактные стержни в гнезда на всю длину. Это приводит к увеличению высоты разъема, что не всегда удобно и технологично.

Техническим результатом изобретения является улучшение контакта, упрощение и повышение компактности конструкции.

Технический результат достигается тем, что ползун выполнен в виде рамки с решеткой проходящих между рядами контактных гнезд пластин, контактные гнезда выполнены в виде зажимов из упругого материала в форме, позволяющей плотно охватывать контактные штыри или пластины, одни из концов зажимов зафиксированы в неподвижной части штепсельной розетки, а вторые концы имеют возможность для перемещения, позволяющего увеличивать проходы охватывающих частей контактного гнезда до размера, свободно пропускающего контактные штыри или пластины, или уменьшать до размера, позволяющего контактным гнездам плотно охватывать контактные штыри или пластины, на вторых концах имеются выступы, расположенные в имеющихся в пластинах решетки ползуна для этих выступов пазах, способные сдвигать ползун и зажимать контактные стержни или пластины при открытии фиксатора.

На фиг.1 дан штепсельный электрический разъем в разомкнутом состоянии, вид сбоку, с разрезом по краю пластины ползуна, содержащей фиксатор.

На фиг.2 - штепсельный электрический разъем в соединенном состоянии, вид сбоку, с разрезом по краю пластины ползуна, содержащей фиксатор.

На фиг.3 - вид сверху на штепсельную розетку в разомкнутом состоянии и на фиг.4 - в соединенном состоянии.

На фиг.5 - фрагмент контактного гнезда штепсельного электрического разъема в разомкнутом состоянии и на фиг.6 - в соединенном состоянии.

Штепсельный разъем работает следующим образом. В разомкнутом состоянии (фиг.1, фиг.3, фиг.5) выступ 1 на одном конце 2 каждого из контактных гнезд 3, находясь в пазе 4 пластины 5 ползуна 6, удерживается ползуном и не дает концу с выступом за счет силы упругости материала контактных гнезд сблизиться с другим концом контактного гнезда 7, зафиксированном в неподвижной части штепсельной розетки. Ползун 6 (фиг.1) удерживается фиксатором открытого положения 8 от движения под действием сил упругости контактных гнезд 3, передаваемых через выступы 1.

При помещении штепсельной вилки 9 в штепсельную розетку 10 (фиг.2, фиг.4, фиг.6) каждый из контактных штырей 11 входит в контактное гнездо 3, свободно проходя в увеличенный проход охватывающей части контактного гнезда 12. При полном погружении контактных стержней 11 в контактные гнезда 3 вилка 9 своей фронтальной плоскостью 13 (фиг.2) нажимает на кнопку 14 фиксатора 8, освобождая ползун 6 для перемещения. Сдвигая пластины 5 ползуна 6 между рядами контактных гнезд (фиг.4), подвижные концы контактных гнезд 2 с выступами 1 (фиг.6) сдвигаются к концу контактного гнезда 7, зафиксированного в неподвижной части штепсельной розетки, что приводит к уменьшению охватывающих частей гнезд 12 до размера, позволяющего плотно охватывать контактные стержни 11. Правильность соединения вилки с розеткой определяется по щелчку фиксатора. При этом исключается возможность перекоса (все стержни погружены в гнезда на одинаковую глубину), так как кнопка фиксатора расположена в середине розетки и срабатывает, когда фронтальная плоскость в середине вилки надавит на нее.

В соединенном состоянии все контактные стержни 11 (фиг.2, фиг.4, фиг.6) надежно зажаты в контактных гнездах 3, так как сила прижима каждого контактного стержня определяется в первую очередь упругими свойствами охватывающей части контактного гнезда 12 и мало зависит от точности монтажа всех контактных элементов. Пластины 5 ползуна 6 удерживается выступами контактных гнезд 1 в положении, не мешающем контактным гнездам надежно контактировать с контактными штырями. Фиксатор 8 с кнопкой 14 удерживаются ползуном 5 в утопленном состоянии (фиг.2).

Для извлечения штепсельной вилки 9 из штепсельной розетки 10 (фиг.2) следует нажать на рычаг перемещения ползуна 15 (вместо рычага может использоваться кнопка, сдвигающая ползун вдоль направляющих). При повороте рычаг 15 перемещает ползун 6 вместе с выступами концов 1 контактных гнезд 3, освобождая контактные стержни 11 вилки 9. После того как рычаг будет отпущен, ползун 6 под действием сил упругости контактных гнезд вернется в положение, в котором будет удерживаться фиксатором 8 (фиг.1). При этом кнопка 14 приподнимется над штепсельной розеткой. Штепсельный разъем приведен в первоначальное разомкнутое состояние (фиг.1, фиг.3, фиг.5).

Таким образом, предложенный штепсельный разъем удобен в эксплуатации, так как одним движением, без усилия производится соединение и фиксация электрических контактов в момент, когда все контактные стержни погружены в контактные гнезда на необходимую глубину, с обеспечением необходимого прижима между ними; одним нажатием на рычаг производится разъединение электрических контактов и извлечение штепсельной вилки из штепсельной розетки. Усилие прижима между контактами в каждом контактном гнезде определяется упругостью охватывающей части этих гнезд и не зависит от точности монтажа матриц контактных гнезд и матриц контактных штырей или пластин. Ползун, выполненный в виде рамки с пластинами, не выступает над контактными гнездами, что позволяет делать штепсельный разъем компактным и технологичным. Сочетание надежного контакта, надежной фиксации соединения, легкости соединения и разъединения контактов, компактность предложенного устройства позволяют использовать изобретение во многих областях электротехники и электроники.