защелкивающийся надежный соединитель приборов для определения медицинских параметров пациентов и способ

Формула изобретения

1. Многоконтактный соединитель для сочленения вилки с розеточным выступом, имеющим розетку для приема вилки, при этом соединитель содержит поворотную защелку на вилке, причем поворотная защелка имеет защелочные элементы, выполненные с возможностью удержания вилки внутри розетки, и защелочные элементы содержат множество собачек,

множество камер приема собачек, сформированных в розеточном выступе, причем каждая камера приема собачки имеет размеры, обеспечивающие прием соответствующей одной собачки из собачек, расположенных на вилке.

2. Многоконтактный соединитель по п.1, в котором каждая камера приема собачки дополнительно содержит наклонную приемную стенку, выполненную с возможностью контакта с поверхностью собачки, когда вилка подсоединена к розетке, причем наклон упомянутой наклонной стенки пропорционален силе расцепления, необходимой для извлечения собачки из камеры приема собачки и отсоединения вилки от розетки.

3. Многоконтактный соединитель по п.1, в котором розетка включает в себя криволинейное верхнее отверстие, форма и размеры которого обеспечивают прием вилки и собачек, расположенных на вилке, когда защелки находятся в отведенном положении.

4. Многоконтактный соединитель по п.1, который изготовлен из толстого пластика.

5. Многоконтактный соединитель по п.1, в котором розетка включает в себя одну или более шпонок, конфигурация которых обеспечивает их установку внутри соответствующих одного или более шпоночных пазов на вилке, включаемой в розетку.

6. Многоконтактный соединитель по п.1, дополнительно содержащий множество фиксирующих ножек, расположенных на соединителе, причем каждая ножка включает в себя анкерную собачку, выполненную с возможностью крепления ножки к отверстию в печатной плате.

7. Вилка электрического прибора, содержащая корпус вилки, имеющий противоположные первый и второй концы, причем второй конец включает в себя скошенный торец, окруженный оболочкой, и по меньшей мере, один электропроводный штырь, проходящий от первого конца до второго конца, причем этот штырь выходит за упомянутый скошенный торец.

8. Вилка электрического прибора по п.7, в которой внутренняя поверхность оболочки ограничивает трапецеидальное пространство.

9. Вилка электрического прибора по п.7, в которой внешний конец оболочки выходит за конец, по меньшей мере, одного электропроводного штыря, выходящего за скошенный торец.

10. Вилка электрического прибора по п.7, в которой скошенный торец имеет конфигурацию, обеспечивающую сопряжение с розеточным выступом, имеющим соответствующую скошенную внешнюю приемную поверхность.

11. Вилка электрического прибора по п.7, в которой внешняя поверхность оболочки включает в себя один или более шпоночных пазов.

12. Вилка электрического прибора по п.7, которая содержит удерживающую штыри часть и удерживающую защелки часть.

13. Вилка электрического прибора по п.7, дополнительно содержащая поворотные защелки, расположенные на вилке вдоль продольной оси корпуса вилки.

14. Вилка электрического прибора по п.13, в которой поворотные защелки расположены выше средней линии толщины корпуса вилки.

15. Вилка электрического прибора по п.13, в которой внутренняя поверхность оболочки ограничивает трапецеидальное пространство.

16. Вилка электрического прибора по п.13, в которой скошенный торец имеет конфигурацию, обеспечивающую сопряжение с розеточным выступом, имеющим соответствующие скошенные внешние приемные поверхности.

17. Вилка электрического прибора по п.13, в которой внешняя поверхность оболочки включает в себя один или более шпоночных пазов.

18. Вилка электрического прибора по п.13, которая содержит удерживающую штыри часть и удерживающую защелки часть.

19. Розеточный выступ для электрического подсоединения вилки электрического прибора к печатной плате, содержащий

опору, имеющую внешнюю приемную поверхность, причем эта внешняя приемная поверхность включает в себя, по меньшей мере, одно гнездо для приема электропроводного штыря, при этом упомянутая опора крепится к верхней поверхности опорной полочки,

по меньшей мере, одну ножку, расположенную на нижней поверхности опорной полочки,

открытый проем, созданный за счет пересечения нижней поверхности опорной полочки и упомянутой, по меньшей мере, одной ножки, причем упомянутый открытый проем обеспечивает возможность удержания планарной фильтрующей матрицы, и

проводник, расположенный на внутренней поверхности гнезда и выступающий за пределы нижней поверхности опорной полочки на расстояние, по меньшей мере, на четыре миллиметра ниже внешней приемной поверхности.

20. Розеточный выступ по п.19, в котором открытый проем образован за счет пересечения двух ножек с нижней поверхностью опорной полочки.

21. Розеточный выступ по п.19, в котором внешняя приемная поверхность скошена.

22. Розеточный выступ по п.19, в котором опора имеет трапецеидальное поперечное сечение.

23. Розеточный выступ по п.19, в котором планарная фильтрующая матрица представляет собой феррит, через который проходит проводник.

24. Розеточный выступ по п.19, в котором планарная фильтрующая матрица представляет собой набор конденсаторов, через которые проходит проводник.

25. Розеточный выступ для электрического подсоединения вилки электрического прибора к печатной плате, содержащий

опору, имеющую скошенную внешнюю приемную поверхность, причем эта скошенная внешняя приемная поверхность включает в себя, по меньшей мере, одно гнездо для приема электропроводного штыря, и

электрический проводник, расположенный на внутренней поверхности гнезда, причем этот электрический проводник выполнен с возможностью электрического соединения с электропроводным штырем.

26. Розеточный выступ по п.25, дополнительно содержащий опорную полочку, на которой расположена опора, по меньшей мере, одну ножку, расположенную на нижней поверхности опорной полочки, открытый проем, созданный за счет пересечения нижней поверхности опорной полочки и упомянутой, по меньшей мере, одной ножки, причем упомянутый открытый проем обеспечивает возможность удержания планарной фильтрующей матрицы, а упомянутый электрический проводник, расположенный на внутренней поверхности гнезда, выступающий за пределы нижней поверхности опорной полочки на расстояние, по меньшей мере, на четыре миллиметра ниже внешней приемной поверхности.

27. Розеточный выступ по п.26, в котором открытый проем образован за счет пересечения двух ножек с нижней поверхностью опорной полочки.

28. Розеточный выступ по п.26, в котором планарная фильтрующая матрица представляет собой феррит, через который проходит проводник.

29. Розеточный выступ по п.26, в котором планарная фильтрующая матрица представляет собой набор конденсаторов, через которые проходит проводник.

30. Розеточный выступ по п.25, в котором опора имеет трапецеидальное поперечное сечение.

31. Розеточный выступ по п.25, в котором скошенная внешняя приемная поверхность на опоре имеет конфигурацию, обеспечивающую сопряжение с плотной посадкой со скошенным торцом, расположенным на вилке.

32. Розеточный выступ по п.25, в котором скошенная внешняя приемная поверхность опоры содержит гребень, выполненный с возможностью предотвращения электрического соединения электрического проводника и штыря, расположенного на вилке, не имеющей скошенного торца.

33. Розеточный выступ по п.25, в котором опора имеет цвет, соответствующий цвету вилки, которую можно использовать вместе с упомянутым выступом.

34. Защелка, выполненная с возможностью крепления вилки электрического прибора к розетке, содержащая защелочный рычаг, частично расположенный на шарнирном участке вилки на внешней поверхности вилки, причем защелочный рычаг имеет свободностоящий консольный участок, оканчивающийся собачкой, при этом защелочный рычаг проходит в продольном направлении вдоль корпуса вилки, заглубленный участок внутри вилки, в который можно повернуть шарнирный участок и всю защелку с переходом из выдвинутого в отведенное положение.

35. Защелка по п.34, в которой свободностоящий консольный участок и собачка полностью оперты на опорную полочку, проходящую вдоль продольной оси корпуса вилки, выступая от внешней поверхности вилки вовнутрь вилки.

36. Защелка по п.35, в которой шарнирный участок расположен на удерживающей штыри части, а опорная полочка расположена на удерживающей защелки части вилки.

37. Защелка по п.34, в которой собачка находится полностью внутри заглубленного участка, когда защелка находится в отведенном положении.

38. Защелка по п.34, которая расположена выше средней линии, проходящей в продольном направлении вдоль корпуса.

39. Защелка по п.34, в которой собачка содержит выпуклую поверхность на внешней поверхности собачки, так что эта выпуклая поверхность, по существу, параллельна внешней поверхности вилки, когда защелка находится в заглубленном положении.

40. Защелка по п.34, в которой собачка содержит наклонную приемную поверхность и фиксирующую часть, выполненную с возможностью жесткого удержания собачки у фиксирующей поверхности в розетке.

41. Защелка по п.40, в которой фиксирующая часть выполнена наклонной для обеспечения коррекции силы расцепления, необходимой для извлечения вилки из розетки.

42. Защелка по п.40, в которой фиксирующая поверхность в розетке выполнена наклонной для обеспечения коррекции силы расцепления, необходимой для извлечения вилки из розетки.

43. Розетка для поддерживания вилки электрического прибора, сочленяемой с розеточным выступом, содержащая внутреннюю поверхность, выполненную с возможностью приема внешней поверхности вилки, когда защелки на вилке находятся, по меньшей мере, в частично отведенном положении вставления, множество фиксирующих элементов на внутренней поверхности вилки, выполненных с возможностью обеспечения отвода защелок из положения вставления в выдвинутое положение, и фиксирующую поверхность, расположенную, по меньшей мере, в одном из фиксирующих элементов, причем эта фиксирующая поверхность находится в контакте с соответствующей фиксирующей частью на собачке, при этом трение между фиксирующей поверхностью и фиксирующей частью используется для предотвращения выхода собачки из фиксирующего элемента, причем фиксирующая поверхность наклонена для обеспечения возможности коррекции силы расцепления, необходимой для извлечения вилки из розетки.

44. Розетка по п.43, дополнительно содержащая шпонку на внутренней поверхности розетки, имеющую конфигурацию, обеспечивающую установку внутри выбранных шпоночных пазов, находящихся на вилках, прикрепленных к приборам и пригодных для использования с выступом, расположенным во внутреннем пространстве, окруженном внутренней поверхностью розетки.

45. Розетка по п.43, в которой концевая часть вилки электрического прибора кодирована цветом для согласования с цветом выступа, расположенного во внутреннем пространстве, окруженном внутренней поверхностью розетки.

46. Розетка по п.43, в которой нижняя сторона розетки находится на опорной полочке выступа, расположенного во внутреннем пространстве, окруженном внутренней поверхностью розетки.

47. Способ вставления вилки электрического прибора в розетку, содержащую розеточный выступ, при этом способ заключается в том, что выравнивают внутреннее пространство, образованное оболочкой на приемном конце вилки, с опорой на розеточном выступе, перемещают вилку относительно опоры таким образом, что опора перемещается в упомянутое внутреннее пространство, вдавливают, по меньшей мере, один электропроводный штырь, выходящий из скошенной поверхности, образованной на вилке во внутреннем пространстве, в гнездо, образованное в соответствующей скошенной сопрягаемой поверхности на опоре, и прикладывают силу к вилке и розетке, чтобы обеспечить выравнивание и сопряжение скошенных поверхностей.

48. Способ вставления вилки электрического прибора в розетку, содержащую розеточный выступ, по п.47, в котором выравнивание внутреннего пространства, образованного оболочкой на приемном конце вилки, с опорой на розеточном выступе дополнительно включает в себя выравнивание шпонки на розетке со шпоночным пазом на вилке.

49. Способ вставления вилки электрического прибора в розетку, содержащую розеточный выступ, по п.47, в котором выравнивание внутреннего пространства, образованного оболочкой на приемном конце вилки, с опорой на розеточном выступе дополнительно включает в себя выравнивание оболочки, кодированной цветом, на вилке с выступом аналогичного цвета.

50. Способ вставления вилки электрического прибора в розетку, содержащую розеточный выступ, по п.47, дополнительно включающий в себя приложение достаточной силы к вилке и розетке, вследствие чего верхняя поверхность на розетке обеспечивает приложение достаточной силы к приемной поверхности на собачке, прикрепленной к защелке на вилке, а собачка и защелка шарнирно поворачиваются во внутреннее пространство вилки вокруг оси, параллельной направлению вставления вилки в розетку, до тех пор, пока камера приема в розетке не встретится с собачкой, при этом защелка отскакивает в выдвинутое положение, а собачка вступает в контакт со стенкой камеры приема и фиксируется ею.

51. Способ вставления вилки электрического прибора в розетку, содержащую розеточный выступ, по п.47, дополнительно включающий в себя приложение достаточной силы к верхнему телу защелки, расположенной на вилке, вследствие чего защелка и собачка, расположенная на ее конце, шарнирно поворачиваются во внутреннее пространство вилки вокруг оси, параллельной направлению вставления вилки в розетку, так что вилку можно вставлять в розетку, не испытывая сопротивления собачки или защелки, и прекращение приложения силы к верхнему телу защелки сразу же после того, как собачка встречается с камерой приема в розетке, при этом защелка отскакивает в выдвинутое положение, а собачка вступает в контакт со стенкой камеры приема и фиксируется ею.

52. Способ отсоединения вилки электрического прибора от розеточного выступа, содержащегося внутри розетки, заключающийся в том, что перемещают вилку относительно опоры выступа таким образом, что вилка перемещается в направлении от опорной полочки выступа, на котором расположена опора, тянут вилку от опоры таким образом, что скошенная поверхность, образованная на вилке во внутреннем пространстве вилки, отходит от соответствующей скошенной сопрягаемой поверхности на выступе, и вытаскивают, по меньшей мере, один электропроводный штырь, выходящий из скошенной поверхности на вилке, из гнезда, образованного в упомянутой сопрягаемой поверхности.

53. Способ отсоединения вилки электрического прибора от розеточного выступа, содержащегося внутри розетки, по п.52, в котором перемещение вилки относительно опоры выступа таким образом, что вилка перемещается в направлении от опорной полочки выступа, на котором расположена опора, включает в себя перемещение вилки вдоль шпонки, выполненной на розетке.

54. Способ отсоединения вилки электрического прибора от розеточного выступа, содержащегося внутри розетки, по п.52, дополнительно включающий в себя приложение достаточной силы к вилке и розетке, вследствие чего наклонная приемная поверхность на розетке обеспечивает приложение достаточной силы к поверхности расцепления на собачке, прикрепленной к защелке на вилке, а собачка и защелка шарнирно поворачиваются во внутреннее пространство вилки вокруг оси, параллельной направлению отсоединения вилки от розетки, до тех пор, пока собачка не зайдет достаточно далеко в упомянутое внутреннее пространство таким образом, что не будет находится в контакте с розеткой, препятствуя извлечению вилки из розетки.

55. Способ отсоединения вилки электрического прибора от розеточного выступа, содержащегося внутри розетки, по п.52, дополнительно включающий в себя приложение достаточной силы к верхнему телу защелки, расположенной на вилке, вследствие чего защелка и собачка, расположенная на ее конце, шарнирно поворачиваются во внутреннее пространство вилки вокруг оси, параллельной направлению отсоединения вилки от розетки, так что вилку можно извлечь из розетки, не испытывая сопротивления из-за контакта между розеткой и либо собачкой, либо защелкой, и прекращение приложения силы к верхнему телу защелки сразу же после того, как собачка освобождает верхнюю поверхность розетки, при этом защелка отскакивает обратно в выдвинутое положение.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится в основном к устройству и способу подсоединения электрических приборов, а более конкретно к розеточной части соединителя для подсоединения вилок электрических приборов к розеткам, установленным на печатных платах или концах соединительных кабелей.

Предшествующий уровень техники

С ростом возможностей компьютерной техники, происходившим в течение последнего десятилетия, теперь для физических и юридических лиц стало обычным делом владение компьютерами, позволяющими реализовать широкий диапазон операций сбора и анализа данных. Обладатели таких компьютеров могут получить эти вычислительные возможности, подключая к компьютеру многочисленные различные устройства. В частности, это имеет место в случае медицинского диагностического оборудования. Пользуясь имеющимся компьютером, врачи, медсестры и вспомогательный персонал могут экономично собирать и переводить в табличную форму медицинскую информацию разных типов, ограничиваемую лишь различными устройствами, сопряжение которых с компьютером можно осуществить. Например, когда желательно определить пульс пациента, можно надеть на пациента оксигемометр пульса, а данные, которые собирает этот прибор, посылать в компьютер для перевода и обработки. Кроме того, в зависимости от имеющихся вычислительных возможностей можно также одновременно собирать другие данные, такие как содержание кислорода в крови пациента, частота дыхания или температура тела, и манипулировать ими с помощью других устройств, каждое из которых имеет вилку особой конфигурации, соответствующую розетке особой конфигурации, расположенной на компьютере. Подсоединение этих устройств к компьютеру и отсоединение их от него отнимает много времени и сил у пользователей, которые должны тщательно согласовывать вилки с соответствующими розетками. Эта ситуация усугубляется, когда состояние пациента изменяется и нужно быстро подключать к компьютеру новые устройства, или когда в компьютер вводят данные нового пациента и нужно быстро подключить к компьютеру новую группу устройств.

В настоящее время существует несколько вариантов выбора, помогающих медицинскому персоналу подключать устройства к компьютеру и отключать их от него. Один такой вариант показан на фиг.1, где представлено изометрическое изображение вилки 100, соответствующей известному уровню техники. Как показано на фиг.1, вилка 100 имеет множество металлических штырей 110, выступающих из плоского внутреннего основания 112, расположенного в защищенном внутреннем пространстве 115, образованном защитным кожухом 117. Разные устройства имеют разные конфигурации вилок с разными количествами и размещениями штырей 110 в зависимости от типов и количества сигналов управления и информационных сигналов, которые требуется передавать между устройством и компьютером. Разные конфигурации штырей различных вилок 100 обуславливают наличие различных розеток (не показаны), находящихся на компьютере или, в альтернативном варианте, на конце соединительного кабеля, с соответствующими конфигурациями приемных гнезд под штыри для приема различных вилок 100. Сразу же после подсоединения вилки 100, а значит, и соответствующего ей устройства, к совместимой розетке сигналы управления и информационные сигналы передаются по изолированным проводам внутри шнура 120 на соответствующие штыри 110. Для защиты от всплесков напряжения, электромагнитных помех (ЭМП), радиочастотных помех (РЧП) и напряжений переходных процессов в шнуре 120 имеется ферритовая или конденсаторная структура 122.

На фиг.1 также показан шпоночный паз 125 шириной 133, простирающийся на всю толщину 135 защитного кожуха 117 от плоской внутренней поверхности 112 до внешнего торца 130 защитного кожуха 117. Этот шпоночный паз 125 можно использовать для предотвращения соединения при неправильном расположении вилки. Например, чтобы создать розетку, которая будет сопрягаться только с вилкой 100, показанной на фиг.1, эта розетка должна включать в себя выступающую шпонку, длина которой меньше, чем длина шпоночного паза 125, измеренная от внешнего конца 130 защитного кожуха до внутреннего основания 112, или равна ей, а ширина меньше, чем ширина 133 шпоночного паза 125, или равна ей. Если шпонка на розетке слишком длинна или слишком широка, это станет препятствием сопряжению розетки с вилкой 100. Кроме того, шпонка на розетке должна быть точно расположена, чтобы оказалось возможным сопряжение со шпоночным пазом 125, когда вилку 100 сопрягают с розеткой. Если этого не происходит, то даже шпонки с надлежащими значениями ширины и длины вряд ли можно будет сопрячь с вилкой 100, а штыри 110 вилки 100 не войдут в контакт с приемными отверстиями под штыри розетки.

Вместе с тем, шпоночный паз 125 имеет большой недостаток, заключающийся в том, что он неспособен воспрепятствовать перекрестному соединению вилок, если он не используется с розетками, имеющими шпонки. Например, если в вышеописанном случае розетка не имеет шпонки, то ее сопряжение с вилкой 100 можно будет осуществить независимо от размеров и местоположения шпоночного паза 125 на вилке 100.

Еще одним способом, посредством которого можно легко определить розетку как совместимую с определенной вилкой, является цветовое кодирование. С помощью такого способа совместимые вилки и розетки помечают одинаковым цветом, гарантируя пользователю возможность быстро и легко подсоединять вилки к соответствующим розеткам в соответствии с совпадением цветов. Однако эта система не является отказоустойчивой и становится бесполезной в условиях плохого освещения, когда пользователи оказываются физически неспособными разглядеть как вилку, так и розетку (например, когда розетка заделана в стенку рядом с компьютером, или когда розетка находится в месте, в котором ее трудно разглядеть).

Продолжая рассматривать фиг.1, отмечаем, что сразу же после сопряжения вилки 100 с подходящей розеткой, вилка 100 удерживается на месте за счет трения между штырями 110 и соответствующими приемными гнездами под штыри в розетке, а также за счет трения между другими областями розетки и контактирующей с ней вилки 100. Совокупное трение между этими областями часто оказывается довольно малым, что соответственно упрощает случайное отсоединение вилки 100 от розетки или выскальзывание из розетки вследствие таких факторов, как высота шнура 120, свисающего из вилки 100, или случайный контакт между вилкой 100 и предметами, соприкасающимися с ней, что обычно и происходит в медицине в ограниченном пространстве, занятом аппаратурой. Такое выскальзывание должно лишь зайти достаточно далеко, чтобы штыри 110 вышли из своих приемных гнезд, что приведет к разрыву соединения.

Теперь, со ссылками на фиг.2а-b будет рассмотрено уже известное в уровне техники усовершенствование вилки 100. На фиг.2а представлен вид сверху вилки 200, аналогичной вилке 100, но с консольными защелками 210, расположенными на ее внешних сторонах 220 на осевой линии толщины вилки 200. Точная функция этих защелок 200 проиллюстрирована на фиг.2b, где представлено сечение внутренней части 221 розетки, введенной в зацепление с одной из защелок 210. В соответствии с конструкцией этих защелок 210, когда вилку 200 вводят в контакт и сопрягают с подходящей розеткой, собачки 230, расположенные на конце каждой защелки 210, вступают в контакт с зацепляющим приспособлением 222, находящимся в розетке. Когда вилку 200 продвигают в розетку в направлении 233, наклонная передняя поверхность 235 собачки 230 вступает в контакт с наклонной приемной поверхностью 237 зацепляющего приспособления 222, а сила, создаваемая этим контактом, инициирует изгиб защелки 210 в свободное пространство 238 (фиг.2а) между телом 250 защелки (также показанным на фиг.2а) и телом 239 вилки 200.

Снова обращаясь к фиг.2b, а также к фиг.2а, отмечаем, что когда собачка 230 достигает конца наклонной приемной поверхности 237, эта собачка встречает вертикальный торец 240, на котором защелка 210 выходит из свободного пространства 238, покидая тело 239 вилки и попадая во внутреннюю часть 221 розетки. Затем собачка 230 задерживается вертикальным торцом 240, который контактирует с задней вертикальной поверхностью 242 собачки 230, предотвращая движение защелки 210, а значит, и всей вилки 200 в направлении, противоположном направлению 233, и отключению от розетки.

В состоянии подсоединения, часть тела 239 вилки выступает из розетки на некоторое расстояние, так что пользователь легко может добраться до участков защелок 210. Кроме того, поскольку собачка 230 защелки сочленена с зацепляющим приспособлением 222, защелка 210 выходит из внутреннего пространства 238, издавая оповещающий щелчок и своим колебанием указывая пользователю, что вилка 200 подсоединена к розетке.

Чтобы провести этот процесс в обратном порядке и высвободить защелку из зацепляющего приспособления 222, пользователь оказывает на доступные части защелок 210 нажим по направлению к телу 239 вилки. Это обуславливает движение собачек 230 относительно тела 239 вилки и перемещение их в свободное пространство 238. Когда сила, прикладываемая пользователем, становится достаточной, задние вертикальные поверхности 242 собачек 230 освобождают вертикальные торцы 240 зацепляющих приспособлений 222, и вилка 200 может двигаться в направлении, противоположном направлению 233, так что ее можно отсоединить от розетки.

Однако защелки 210 несколько затрудняют эксплуатацию, поскольку их консольная конфигурация оставляет возможность их столкновения с объектами или запутывания проводами, достаточно малыми, чтобы попасть в свободное пространство 238. Кроме того, сама форма собачки 230 стимулирует возможность задевать множество разных материалов и запутываться в них. Такие проблемы задевания могут привести к повреждению запутавшихся предметов, а также к деформации самих защелок 210.

Поэтому в данной области техники существует потребность в вилке с робастным защелкивающимся механизмом, стойким к воздействию помех. Кроме того, в данной области техники существует потребность в розеточной части соединителя, при наличии которой пользователь может быстро и легко подсоединять множество вилок к надлежащим соответствующим розеткам.

Краткое изложение сущности изобретения

Настоящее изобретение посвящено устройству и способу подсоединения электрических приборов за счет использования розеточной части соединителя для подсоединения вилок электрических приборов к розеткам, которые могут быть установлены на печатной плате. В альтернативном варианте розетка может быть расположена на конце соединительного кабеля. Розеточная часть соединителя может быть прикреплена к печатной плате множеством фиксирующих ножек, расположенных на этой части соединителя, которые включают в себя анкерные собачки, выполненные с возможностью установки через отверстия в печатной плате и препятствующие отсоединению упомянутых ножек от печатной платы. Розеточная часть соединителя также включает в себя, по меньшей мере, одну розетку, выполненную с возможностью приема вилки электрического прибора, розеточный выступ и поворотную защелку на вилке.

Розетка также может включать в себя множество камер приема собачек, размеры и конфигурация которых обеспечивает прием собачки, расположенной на защелке вилки. Каждая камера приема собачки может дополнительно включать в себя наклонную приемную стенку, выполненную с возможностью контакта с поверхностью на собачке, когда вилка подсоединена к розетке, при этом наклон упомянутой наклонной стенки пропорционален силе расцепления, необходимой для извлечения собачки из камеры приема и отсоединения вилки от розетки. Розетка также может включать в себя шпонку, конфигурацию которой обеспечивает ее установку внутри соответствующего шпоночного паза на вилке, соединяемой с розеткой.

Упомянутый выступ может содержать опору, имеющую скошенную внешнюю приемную поверхность, включающую в себя, по меньшей мере, одно гнездо для приема электропроводного штыря. Электрический проводник, расположенный на внутренней поверхности гнезда, выступает за пределы нижней поверхности опорной полочки, по меньшей мере, на четыре миллиметра ниже внешней приемной поверхности и может быть электрически связан с электропроводным штырем. Упомянутый выступ может также включать в себя опорную полочку, на которой расположена опора, и, по меньшей мере, одну ножку на нижней поверхности опорной полочки. Пересечение нижней поверхности опорной полочки и упомянутой, по меньшей мере, одной ножки может создать открытый проем, обеспечивающий возможность удержания планарной фильтрующей матрицы.

Вилка включает в себя корпус, имеющий скошенный торец, из которого выступает, по меньшей мере, один электропроводный штырь. Вилка и ее скошенный торец имеют конфигурацию, обеспечивающую сопряжение с опорой выступа и его скошенной внешней приемной поверхностью. На шарнирном участке вилки находятся поворотные защелки, причем эти защелки расположены выше продольной средней линии толщины вилки. Защелки включают в себя собачки, выполненные с возможностью установки внутри камер приема собачек в розетке и подсоединения вилки к розетке. Вся защелка и шарнирный участок выполнены с возможностью поворота из выдвинутого в отведенное положение с введением в заглубленный участок внутри вилки. Фиксирующая часть собачки может быть выполнена с возможностью наклона для коррекции силы расцепления, необходимой для извлечения вилки из розетки.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлено изометрическое изображение с частичным вырезом вилки электрического прибора со шпоночным пазом, соответствующей известному уровню техники.

На фиг.2а представлен вид сверху электрического соединителя с консольным защелками, соответствующего известному уровню техники.

На фиг.2b представлено сечение внутренней части розетки, введенной в зацепление с одной из защелок.

На фиг.3 представлено изометрическое изображение с частичным вырезом многоконтактного соединителя, подсоединенного к печатной плате и соответствующего варианту осуществления изобретения.

На фиг.4 представлено изометрическое изображение розеточного выступа, соответствующего другому варианту осуществления изобретения.

На фиг.5 представлено изометрическое изображение планарной фильтрующей матрицы, соответствующей еще одному варианту осуществления.

На фиг.6 представлено изометрическое изображение с частичным вырезом вилки электрического прибора, введенной в зацепление с розеточным выступом и соответствующей варианту осуществления изобретения.

На фиг.7 представлено изометрическое изображение с частичным сечением вилки электрического прибора, выполненной с защелками и шпоночным пазом и соответствующей варианту осуществления изобретения.

На фиг.8 представлено изометрическое изображение двух компонентов вилки электрического прибора, соответствующей варианту осуществления изобретения.

На фиг.9 представлено изометрическое изображение собачки, соответствующей варианту осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение посвящено в основном устройству для подсоединения электронных приборов друг к другу. Многие конкретные подробности некоторых вариантов осуществления изобретения изложены в нижеследующем описании со ссылками на фиг.3-7, чтобы обеспечить понимание таких вариантов осуществления. Вместе с тем специалист в данной области техники сможет воплотить настоящее изобретение и без нескольких из тех подробностей, которые описаны в нижеследующем описании.

На фиг.3 представлено изометрическое изображение с частичным вырезом многоконтактного соединителя, подсоединенного к печатной плате и соответствующего варианту осуществления изобретения. Многоконтактный соединитель 300 включает в себя розетки 302а-d, выполненные с возможностью приема вилок 310 приборов. Ввиду гнездовой конструкции розеток 302а-d в соединителе 300 надлежащий доступ к вилкам 310 можно получить даже тогда, когда заняты все розетки 302а-d. Специалист в данной области техники поймет, что количество розеток в многоконтактном соединителе 300 может изменяться от единицы до тех количеств, которые потребуются для реализации многочисленных желательных приложений. Кроме того, розетки 302a-d могут быть расположены во множестве конфигураций, включая, наряду с прочим, шахматное расположение внутри многоконтактного соединителя 300. Многоконтактный соединитель 300 может также состоять из любого материала, который дает структурную жесткость, такого как толстый пластик, что увеличивает робастность соединителя 300 и обеспечивает ему возможность выдерживать эксплуатацию в тяжелых условиях.

Многоконтактный соединитель 300 может быть подключен к печатной плате 330 с помощью множества стабилизирующих столбиков 332, заходящих в отверстия 334 в печатной плате 330. Кроме того, из многоконтактного соединителя 300 выступает множество фиксирующих ножек 336, проходящих через отверстия 338 в печатной плате 330. Каждая фиксирующая ножка 336 вставлена через соответствующее отверстие 338 путем оказания на внешнюю поверхность 342 фиксирующей ножки 336 нажима по направлению к телу 344 многоконтактного соединителя 300 и вставления собачки 346, находящейся на конце ножки 336, полностью через отверстие 338. Сразу же после того, как собачка 346 прошла через отверстие 338, внешняя поверхность 342 ножки 336 освобождается, что приводит к возврату ножки 336 в ее исходное положение относительно тела 344 многоконтактного соединителя 300. Во время этого возврата внешняя поверхность 342 ножки располагается с обеспечением плотной посадки в положении покоя у внутренней стенки отверстия 338. В этом положении покоя собачка 346 выступает от внешней поверхности 342 ножки 336 вдоль нижней стороны 347 печатной платы 330. Когда ножки 336 на противоположных сторонах многоконтактного соединителя 300 располагаются в отверстиях 338 в печатной плате 330 таким образом, что их внешние поверхности 342 оказываются в плотном контакте с внутренними стенками отверстий 338, расположение собачек 346 обуславливает эффективную блокировку извлечения многоконтактного соединителя 300 из печатной платы 330.

Остальная часть многоконтактного соединителя 300, помимо фиксирующих ножек 336 и стабилизирующих столбиков 332, не обязательно должна располагаться непосредственно на печатной плате 330. Вместо этого нижняя сторона 350 многоконтактного соединителя 300 может находиться на опорных полочках 355b-d, расположенных на выступах 360b-d розеток. В интересах ясности изображения в розетке 302а выступ не показан.

Теперь обсудим фиг.3 в связи с фиг.4, чтобы подробнее описать функционирование выступов 360b-d. На фиг.4 представлено изометрическое изображение розеточного выступа 360, соответствующего варианту осуществления изобретения. Выступ 360 может быть выполнен из любого упругого изолирующего материала, включая пластик. Как показано на фиг.4, выступ 360 имеет скошенную верхнюю приемную поверхность 401, в которой проделаны отдельные приемные гнезда 402. Приемные гнезда 402 включают в себя электрические проводники, расположенные ниже скошенной внешней поверхности 401 и проходящие через опору 410 и нижнюю поверхность 405 выступа 360, где они подключаются к контактным площадкам на печатной плате, к которой крепится опорный выступ 360. Эти проводники электрически изолированы друг от друга и заглублены от внешней приемной поверхности 401 таким образом, что штыри, с которыми они должны быть соединены, должны быть жестко посажены в гнездах перед тем, как произойдет электрическое соединение штырей и проводников.

Выступ 360, показанный на фиг.4, включает в себя тринадцать гнезд, но специалист в данной области техники поймет, что количество и расположение приемных гнезд 402 может изменяться. Кроме того, выступы 360, 360b и 360d, показанные на фиг.3 и 4, имеют опоры 410 с внешними поверхностями 412, имеющими приблизительно трапецеидальные поперечные сечения. Можно также использовать выступы 360 с внешними поверхностями, имеющими другие поперечные сечения, в зависимости от формы внутренних поверхностей вилки, с которой должен быть сочленен выступ 360. Сопряжение выступов 360 и вилок 310 будет подробнее рассмотрено ниже в связи с фиг.6.

По-прежнему обращаясь к фиг.4, отмечаем, что выступ 360 имеет ножки 416, выступающие из нижней поверхности 405 опорной полочки 355. На ножках 416 могут быть расположены зубцы 418, которые предназначены для установки в отверстиях на печатной плате и выполнены с возможностью ориентации выступа 360 или крепления его к печатной плате. Специалист в данной области техники поймет также, что ножки 416 можно крепить к печатной плате любыми другими средствами, известными в данной области техники.

Пересечение ножек 416 с нижней поверхностью 405 опорной полочки 355 создает открытый проем 420. Открытый проем 420 может действовать как приемник, в котором можно разместить различные активные или пассивные средства фильтрации сигналов. На фиг.5 представлено изометрическое изображение планарной фильтрующей матрицы 500, соответствующей одному варианту осуществления изобретения и подходящей для использования вместе с открытым проемом 420 (показанным на фиг.4). Планарная фильтрующая матрица 500 может содержать ферритовый материал или набор конденсаторов или любую другую электрическую сборку, желательную для использования совместно с проводниками перед тем, как они достигают контактных площадок на печатной плате 330. Планарная фильтрующая матрица 500 включает в себя сквозные отверстия 502, проходящие от нижней поверхности 504 до верхней поверхности 506, через которые проходят проводники, соответствующие каждому приемному гнезду 402 (фиг.4). Размещение планарной фильтрующей матрицы 500 в открытом проеме 420 позволяет не размещать такую фильтрующую матрицу в шнуре прибора, ведущем к вилке, сочленяемой с выступом 360. Это уменьшает вес шнура, что снижает опасность соскакивания вилки под действием веса шнура с выступа 360. Это также позволяет пользователю выбирать, какой тип планарной фильтрующей матрицы использовать с некоторым заданным выступом 360, независимо от начинки шнура, подсоединенного к вилке.

На планарной фильтрующей матрице 500 могут быть расположены позиционирующие штифты 510, используемые для крепления к соответствующим отверстиям или контактным площадкам платы, имеющимся на печатной плате 330 или на нижней поверхности 405 опорной полочки 355 (фиг.4). Позиционирующие штифты 510 могут состоять из электропроводного материала. В альтернативном варианте планарная фильтровальная матрица 500 может крепиться либо к печатной плате 330, либо к нижней поверхности 405 опорной полочки 355 (фиг.4) любым способом, известным в данной области техники. Кроме того, можно полностью отказаться от этих способов и воспользоваться просто проводниками, идущими из гнезд 402 через отверстия к контактным площадкам на печатной плате 330, чтобы удержать планарную фильтрующую матрицу 500 расположенной в открытом проеме 420, когда выступ 360 соединен с печатной платой 330.

Обращаясь к фиг.6, рассмотрим теперь взаимосвязь между выступом 360 и вилкой. На фиг.6 представлено изометрическое изображение с частичным сечением, иллюстрирующее взаимодействие розеточного выступа 360, введенного в зацепление с удерживающей штыри частью 600 вилки 310, и планарной фильтрующей матрицы 500 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Более подробное рассмотрение взаимосвязи между удерживающей штыри частью 600 с вилкой 310 в целом будет проведено ниже в связи с фиг.8. Как показано на фиг.6, удерживающая штыри часть 600 сопряжена с выступом 360 до такой степени, что штырь 602, расположенный внутри удерживающей штыри части 600, вошел в гнездо 402 и вступил в электрический контакт с проводником (не показан), расположенным в гнезде 402. Из соображений ясности изображения на фиг.6 представлен только один штырь 602, а в типичном случае все гнезда 402 на выступе 360 заполнены соответствующими штырями 602, выступающими из удерживающей штыри части 600.

Для сопряжения удерживающей штыри части 600 с выступом 360 приемный конец 605 удерживающей штыри части 600 размещают поверх скошенной приемной поверхности 401 выступа 360 и удерживающую штыри часть 600 перемещают в направлении 610 к опорной полочке 355 выступа 360. Внешняя оболочка 615 удерживающей штыри части 600 окружает опору 410 выступа 360, при этом внутренняя поверхность 620 оболочки 615 имеет конфигурацию, совпадающую с очертаниями внешней поверхности 412 опоры 410. Иногда из-за таких факторов, как погрешности изготовления, разные тепловые расширения выступа 360 и вилки 310 или разные износы на выступе 360 и вилке 310, внутренняя поверхность 620 оболочки 615 не соответствует очертаниям внешней поверхности 412 опоры 410. В таком случае между опорой 410 и вилкой 310 имеется некоторый люфт, который затрудняет центрирование опоры 410 и препятствует вставлению штырей 602 в гнезда 402. Этот люфт также делает возможным движение между удерживающей штыри частью 600 и выступом 360 после сочленения, что может ослабить и гнезда 402, и их проводники, а также может привести к повреждению штырей 602 и возможному нарушению соединения проводников с печатной платой.

Это движение из-за люфта между опорой 410 и вилкой 310 компенсируется скошенной внешней приемной поверхностью 401 на опоре 410, которая плотно садится на соответствующую скошенную соединительную поверхность 630, расположенную изнутри на удерживающей штыри части 600. Помимо ограничения относительного движения между удерживающей штыри частью 600 и опорой 410, сопрягаемые скошенные поверхности 401, 630 также гарантируют легкость центрирования удерживающей штыри части 600 во время вышеописанного процесса сопряжения, максимизируя плотность посадки между удерживающей штыри частью 600 и опорой 410 и гарантируя беспрепятственный контакт между штырями 602 и соответствующими проводниками в гнездах 402. Это уменьшает шансы выхода штырей 602 из гнезд 402, когда удерживающую штыри часть 600 вжимают в контакт с опорой 410, что в свою очередь уменьшает износ на штырях 602 и в гнездах 402.

Сопрягаемые скошенные поверхности 401, 630 выгодны также ввиду своей способности предотвращать использование устройств, неподходящих для некоторой заданной розетки. Например, когда пытаются сопрягать неподходящий прибор, имеющий стандартную известную вилку с плоским внутренним основанием 112 (фиг.1), с выступом 360, показанным на фиг.6, продвижение плоского основания 112 в направлении опорной полочки 355 останавливается гребнем 635, находящимся на скошенной внешней приемной поверхности 401. Из-за этого гребня 635 некоторые части плоской внутренней поверхности 112 располагаются дальше от скошенной внешней приемной поверхности 401, чем другие, что приводит к расстоянию до некоторых гнезд 402, которое слишком велико, чтобы его могли пройти некоторые штыри 110 на вилке 100 (фиг.1). В результате штыри 110 окажутся неспособными войти в контакт с некоторыми проводниками внутри гнезд 402, так что электрического соединения вилки 100 и выступа 360 не будет. Таким образом, неподходящие приборы, не имеющие вилок с правильно скошенными соединительными поверхностями 630, нельзя будет соединить со скошенной внешней приемной поверхностью 401 на выступе 360, что позволит избежать повреждения приборов и компьютера, с которым электрически связан выступ 360.

Теперь будет проведено одновременное рассмотрение фиг.3 и 7 для иллюстрации некоторых других признаков изобретения. На фиг.7 представлено изометрическое изображение в частичном сечении вилки 310, выполненной с поворотными защелками 702 и шпоночным пазом 704 и соответствующей варианту осуществления изобретения. Шпоночный паз 704 проходит от приемного конца 605 удерживающей штыри части 600 к телу 725 вилки 310 и имеет ширину 706. Как показано на фиг.7, шпоночный паз 704 представляет собой прорезь, выполненную на внешней поверхности 708 оболочки 615 удерживающей штыри части 600. Вместе с тем, специалист в данной области техники поймет, что шпоночный паз 704 может также проходить и сквозь внешнюю оболочку 615.

Шпоночный паз 704 особым образом расположен на внешней поверхности 708 удерживающей штыри части 600 для обеспечения совпадения с соответствующей шпонкой 710с (фиг.3), выполненной на внутренней стенке 712 розетки 302с. Шпоночный выступ 710 имеет длину и ширину, аналогичные длине и ширине шпоночного паза 704, так что обеспечивается возможность посадки шпонки 710с полностью внутри шпоночного паза 704, когда вилка 310 сопрягается с розеткой 302с, как показано на фиг.3.

Взаимосвязь между шпоночным пазом 704, выполненным на удерживающей штыри части 600, и шпонкой 710с, выполненной на розетке 302с, важна по нескольким причинам. Во-первых, совместимость вилки 310 с розеткой 302 может диктоваться расположением шпонки 710с на гнезде 302с. Так, шпонка 710с предотвращает перекрестное соединение вилок, неподходящих для сочленения с розеткой 302с. Глядя на фиг.3, отмечаем, что шпонка 710с находится на правой стороне розетки 302с. Таким образом, чтобы оказалось возможным сопряжение вилки 310 с розеткой 302с, вилка должна иметь шпоночный паз, длина и ширина которого достаточно велики, чтобы в него могла войти шпонка 710с, и этот шпоночный паз должен находиться на правой стороне вилки, обеспечивая сопряжение со шпонкой 710с при сочленении вилки и розетки 302с. Шпоночный паз, имеющий нужные размеры, но не расположенный должным образом на вилке, не сможет гарантировать сочленение вилки с розеткой 302с. Так, вилка 310, показанная на фиг.7, будет совместимой только с розеткой 302с. В отличие от этого вилка 310 окажется несовместимой с розеткой 302а, если шпонка 702а в розетке 302а окажется смещенной слишком далеко влево.

Специалист в данной области техники также поймет, что можно использовать шпонки 710, имеющие отличающиеся значения длины и ширины, чтобы предотвратить сочленение некоторых вилок с некоторыми розетками 302. В таком случае даже правильно расположенные шпоночные пазы 704 окажутся неподходящими для сопряжения, если они не будут иметь длину и ширину 706, достаточно большие, чтобы вместить соответствующую длину и ширину 706 шпонки 710. Вместе с тем, одно преимущество этого метода состоит в том, что вилки с широкими или несколькими шпоночными пазами 704 окажутся совместимыми с любой розеткой 302, имеющей более узкую или единственную шпонку 710, что позволяет получить различные подгруппы. В частности, можно использовать конфигурации нескольких пазов для формирования семейств совместимых соединителей. Например, при наличии мест нахождения трех пазов на каждой из верхней и нижней поверхностей соединителя, обозначенных символами А, В и С, а также D, E и F соответственно, соединитель, имеющий сдвоенные шпоночные пазы, соответствующие положениям А и С, и другой соединитель, имеющий сдвоенные шпоночные пазы С и Е, можно будет вставлять в совместимые розетки, имеющие идентичные конфигурации шпонок, а также можно будет вводить в соединитель, имеющий шпонку в положении С. Таким образом, многие разные соединители со сдвоенными шпоночными пазами можно заключать в единственный соединитель, имеющий фиксированную конфигурацию, получая универсальный соединитель, имеющий единственную шпонку. Конечно, конфигурация с единственной шпонкой может оказаться неподходящей в случае других соединителей, на конфигурацию шпонок которых наложены более жесткие ограничения, например в случае соединителя, имеющего две шпонки.

Еще одним преимуществом шпонок 710 и шпоночных пазов 704 является их стабилизирующее влияние на относительное движение между вилкой 310 и розеткой 302, когда они сочленены друг с другом. В одном варианте осуществления изобретения шпонку 710 устанавливают с плотной посадкой внутри шпоночного паза 704, тем самым препятствуя любому повороту или скольжению вилки 310, когда та находится внутри розетки 302. Кроме того, расположение каждой шпонки 710 является визуальным указанием совместимости вилки 310 с розеткой 302, в которой находится шпонка 710. Чтобы быстро определить правильную ориентацию вилки 310 относительно розетки 302, пользователю нужно лишь совместить сторону вилки 310, имеющую шпоночный паз 704, со стороной розетки, имеющей шпонку 710.

Еще одним методом, помогающим пользователям быстро идентифицировать совместимые вилки 310 и розетки 302, является цветовое кодирование совместимых компонентов. В одном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг.3 и 7, окрашена только удерживающая штыри часть 600 вилки 310 около приемного конца 605 этой части. Соответственно, каждый выступ 360 также имеет особую окраску. Таким образом, пользователю, желающему включить прибор в многоконтактный соединитель 300, нужно лишь подобрать цвет на удерживающей штыри части 600 вилки 310 устройства в соответствии с цветом выступа 360. После надлежащей ориентации вилки 310 в розетке 302 посредством сопряжения шпоночных пазов 704 и шпонок 710 вилку 310 можно вжать в розетку 302 и сочленить с ней. Поскольку окрашенная часть выступа 360 скрыта и оболочкой 615 вилки 310, и нижней стороной 350 соединителя 300, а окрашенная часть вилки 310 располагается внутри розетки 302, сразу же после вставления вилки 310 в розетку 302 можно увидеть лишь малую часть окраски. В результате, даже тогда, когда соединитель 300 содержит в своих розетках 302 достаточно много окрашенных вилок 310, уровень визуальных помех оказывается низким.

На фиг.8 представлено изометрическое изображение двух компонентов вилки электрического прибора, соответствующей варианту осуществления изобретения; этот чертеж будет использован для иллюстрации взаимосвязи между удерживающей штыри частью 600 и удерживающей защелки частью 752, которые образуют тело вилки 310. Как показано на фиг.8, удерживающая штыри часть 600 имеет два противоположных конца: приемный конец 605 и задний конец 754. Штыри 602 проходят от скошенной соединительной поверхности (которая скрыта внешней оболочкой 615 на фиг.8, но ясно показана на фиг.6 и 7) через тело удерживающей штыри части 600 и выходят за задний торец 755 удерживающей штыри части 600. В одном варианте осуществления изобретения внешняя оболочка 615 выходит за кончики штырей 602 для образования заднего щитка. Кроме того, электрически питаемые контакты должны быть заглублены внутри выступа, по меньшей мере, примерно на четыре миллиметра, чтобы удовлетворялись требования стандарта IEC-601 Международной электротехнической комиссии. Специалист в данной области техники поймет также, что совместно с изобретением можно с успехом использовать другие значения длины для внешней оболочки 615.

Удерживающая штыри часть 600 соединена с удерживающей защелки частью 752 посредством вставления заднего конца 754 удерживающей штыри части 600 через отверстие, ограниченное сопрягаемым торцом 757 удерживающей защелки части 752, и прижима удерживающих частей 600 и 752 друг к другу таким образом, что защелки 702 скользят по опорным полочкам 758, сформированным на удерживающей штыри части 600, до тех пор, пока сопрягаемый торец 757 не войдет в контакт с сопрягаемым ребром 759 на удерживающей штыри части 600. Как показано на фиг.8, сопрягаемое ребро 759 имеет апертуру 761, в которую устанавливаются с плотной посадкой малые выступы 763, находящиеся на сопрягаемой поверхности 757. Специалист в данной области техники поймет также, что расположение апертуры 761 и выступов 763 на удерживающей штыри части 600 и удерживающей защелки части 752 можно поменять местами друг с другом. Помимо этого, специалист в данной области техники поймет и то, что можно полностью исключить отверстия 761 и продолжения 763, а удерживающую штыри часть 600 и удерживающую защелки часть 752 можно соединить друг с другом любыми другими средствами, известными в данной области техники, включая, в частности, клеи, а также другими методами скрепления.

Когда узел вилки 310 собран, части штырей 602, выходящие за задний торец 755, соединяют с отдельными проводами в шнуре 756 (фиг.7), а сопрягаемую часть 765 шнура (фиг.7) соединяют с задним торцом 772 и задним концом 754 удерживающей защелки части 752 и удерживающей штыри части 600 соответственно. В результате получается вилка 310, конфигурация которой подобна той, которая показана на фиг.7.

Продолжая рассматривать фиг.8, отмечаем, что каждая защелка 702 выполнена на удерживающей защелки части 752 и имеет консольную часть 767, которая выходит за сопрягаемый торец 757, оканчивается в собачке 769. Участок 770 удерживающей защелки части 752, на котором выполнена защелка 702, имеет три стороны, причем одна сторона 773 крепится к остальным компонентам удерживающей части 752. Канал 774 сквозь всю толщину удерживающей части 752 отделяет стороны участка 770 от удерживающей части 752, гарантируя возможность поворота участка 770 вокруг стороны 773. В результате, когда пользователь сжимает защелки 702 друг с другом, они упруго поворачиваются вокруг стороны 773 к пространству внутри удерживающей части 752. Поскольку поворотная сторона 773 поворачивается на 90 градусов в направлении действия сил, участвующих в фиксации защелки, исправляется эффект долговременной усталости материала на поворотной стороне 773, обуславливаемый силами, создаваемыми посредством защелкивания или фиксации защелок. Когда удерживающая часть 752 крепится к удерживающей штыри части 600, заглубленные участки 776 на удерживающей штыри части 600 обеспечивают поворот защелок 702 внутри к упорной поверхности 777 с достижением отведенного положения. В одном варианте осуществления изобретения, когда защелка 702 оказывается в своем полностью отведенном положении, ее собачка 769 полностью утапливается внутри заглубленного участка 776 и не выходит за поверхность внешней оболочки 615.

Защелки 702 показаны на фиг.7 и 8 в выдвинутом положении, в котором собачки 769 значительно выступают наружу из оболочки 615 вилки 310. Вместе с тем, как в отведенном, так и в выдвинутом положении вся длина защелки 702, включая собачку 769, оказывается, по меньшей мере, частично скрытой в заглубленном участке 776, эффективно защищая защелку 702 от зацепов за предметы, мимо которых проходит защелка 702. Кроме того, защелка 702 оперта по всей длине либо за счет крепления к участку 770 удерживающей защелки части 752, либо за счет расположения на опорной полочке 758, находящейся на удерживающей штыри части 600, или несколько выше упомянутой полочки. Это повышает долговечность защелок 702 и снижает возможность деформации или отказа защелок 702 из-за нагрузок или случайного контакта с предметами, слегка задевающими защелки 702.

Дополнительным фактором, важным для функционирования защелок 702, является расположение защелок 702 и заглубленных участков 776 над средними линиями b-b и а-а удерживающей штыри и удерживающей защелки частей 600, 752 соответственно. Расположение защелок 702 и заглубленных участков 776 выше средней линии вилки дает преимущество над расположением обычных защелок на упомянутой средней линии вилки, поскольку защелки 702 оказываются в состоянии лучше выдерживать вес шнура, а значит, и лучше противодействовать моменту шнура, свисающего из вилки, к которой крепятся защелки 702. Как лучше всего показано на фиг.3, сразу же после подсоединения вилки 310 к розетке 302с, защелки 702 и свисающая часть шнура 756 оказываются на противоположных сторонах от средней линии с-с вилки. В результате, собачки 769 располагаются на розетке 302с выше, чем в случае, если бы защелки 702 располагались на средней линии с-с. Это расстояние от средней линии с-с увеличивает способность собачки 769 сопротивляться крутящему моменту, создаваемому свисающим шнуром 756.

Дальнейшее рассмотрение функционирования защелок 702 теперь будет проиллюстрировано со ссылками на фиг.3 и 9. На фиг.9 представлено изометрическое изображение сверху собачки 769. Чтобы вставить вилку 310 в розетку 302с, надо выровнять шпоночный паз 704, находящийся на вилке 310, и шпонку 710с, находящуюся на соединителе 300, и сместить приемный конец 605 вилки 310 к нижней стороне 350 многоконтактного соединителя 300. Когда приемный конец 605 попадает в розетку 302с, шпонка 710с проскальзывает в шпоночный паз 704 и направляет вилку 310 в розетку 302с. Когда вилка 310 скользит в розетке 302с, собачки 769 на защелках 702 достигают верхней поверхности 778 соединителя 300. В одном варианте осуществления размеры тела 725 вилки 310 делают гарантирующими ее плотную посадку внутри розетки 302с.

Вместе с тем, вставление вилки 310 в розетку 302с блокируется, когда защелки 702 находятся в выдвинутом положении, собачками 769, которые контактируют с верхней поверхностью 778 соединителя 300. В зависимости от желательного блокировочного эффекта собачкам 769 можно придать такую конструкцию, что верхняя поверхность 778 будет контактировать с наклонной приемной частью 779 или плоской передней частью 780 (фиг.9) собачки 769. В случае, если плоская передняя часть 780 достаточно широка, чтобы выступать из заглубленного участка 776 (фиг.6), продвижение вилки 310 в розетку 302с будет остановлено до тех пор, пока к защелке 702 не будет приложено достаточное давление, чтобы вынудить консольную часть 767 (фиг.6), на которой находится собачка 769, повернуться в заглубленный участок 776. Когда этот поворот уже произошел в достаточной степени, чтобы верхняя поверхность 778 больше не контактировала с плоской передней частью 780, можно начинать вставление собачки 769. В альтернативном варианте можно также придать собачке 769 такую конструкцию, что плоская передняя поверхность 780 не будет выступать из заглубленного участка 776, когда защелка 702 окажется в выдвинутом положении. В этом случае первой поверхностью собачки 769, которая должна контактировать с верхней поверхностью 778 при вставлении вилки 310, будет наклонная приемная часть 779.

Когда верхняя поверхность 778 соединителя 300 вступит в контакт с наклонной приемной частью 779, сила, необходимая для вставления вилки 310, будет изменяться пропорционально наклону наклонной приемной части 779. Например, если наклонная приемная часть 779 образует угол 45 градусов с плоской передней частью 780, сила, необходимая для вставления вилки 310 (а значит, и для вынуждения поворота защелки 702 в заглубленный участок 776), будет меньше, чем в случае, если наклон наклонной приемной части 779 обуславливает угол 20 градусов относительно плоской передней части 780. В крайнем случае, если угол, образуемый между приемной частью 779 и верхней поверхностью 778, окажется нулевым, приемная часть 779 будет параллельна плоской передней части 780 и полностью заблокирует вставление собачки 769 в розетку 302с. Таким образом, конструктор может изменять силу, необходимую для вставления вилки 310, изменяя наклон наклонной приемной части 779.

Продолжая рассматривать фиг.3 и 9, отмечаем, что после вступления верхней поверхности 778 соединителя 300 в контакт с наклонной приемной частью 779 и приложения к вилке 310 силы, достаточной, чтобы начать ее вставление в розетку 302с, собачка 769 проходит к опорной полочке 355с. Наклонная приемная часть 779 переходит в выпуклую часть 781, и этот перевод завершается в переходной точке 782. После переходной точки 782 встречается поверхность 783 расцепки, наклоненная к телу 725 вилки 310 до встречи с задней кромкой 784 и крутой фиксирующей частью 785, которая ведет к дну 786 прорези.

Когда верхняя поверхность 778 вступает в контакт с поверхностью 783 расцепления, защелка 702 начинает отходить от заглубленного участка 776 и поворачивается в свое выдвинутое положение. Этот поворот быстро приносит плоды, когда задняя кромка 784 поверхности 783 расцепления освобождает угол 787с на внутренней стенке розетки 302с и начинает скользить по наклонной приемной стенке 788с камеры 790с приема собачек. Для ясности изображения вилки 310 в розетках 302а, 302b и 302d не показаны, что гарантирует возможность беспрепятственно рассматривать камеры 790а, 790d приема собачек, имеющие конструкции, аналогичные камере 790с приема собачек.

Когда вилку 310 вставляют дальше в розетку 302с, а поверхность 783 расцепления скользит вниз по приемной стенке 788с к задней стенке 792с камеры 790с приема, защелка 702 продолжает свой поворот из заглубленного участка 776 (фиг.8) в свое выдвинутое положение. После того как задняя кромка 784 освобождает угол 787с, поверхность 783 расцепления плотно прилегает к наклонной приемной стенке 788с, препятствуя извлечению защелки 702, а значит, и вилки 310 из розетки 302с. Когда это положение достигнуто, приемный конец 605 вилки 310 предпочтительно располагается на поверхности дна 888 розетки 302с (как показано на фиг.3), а верхняя поверхность 793 собачки 769 располагается у боковой стенки камеры приема аналогично боковым стенкам 794а, 794d. Широкая область верхней поверхности 793 позволяет защелке 702 эффективно сопротивляться силам, прикладываемым к защелке 702, включая вес шнура 756, свисающего из вилки 310. Опорная полочка на выступе 355d (как показано на фиг.3) в общем случае прижата к нижней поверхности 350 соединителя 300. Таким образом, выступ 355d захватывается печатной платой посредством штырей выступа, которые припаяны к контактным площадкам печатной платы, и выреза в нижней поверхности 350 соединителя 300.

Наличие выпуклого участка 781 на собачке 769 обуславливает важный дополнительный защитный механизм, защищая от вставления неподходящих вилок приборов в розетку 302с. Когда защелка 702 поворачивается из выдвинутого положения в заглубленное положение, верхняя кромка 796 собачки 769 совершает качание по более широкой дуге, чем нижний конец 798 собачки 769. В результате верхняя кромка 796 совершает качание дальше в заглубленный участок 776 (фиг.8), чем нижний конец 798. Таким образом, выпуклый участок 781 нужен для уменьшения высоты собачки 769 по мере приближения к ее нижнему концу 798, так что, находясь в заглубленном положении, ни одна собачка 769 не будет выступать из заглубленного участка 776, выходя за оболочку 615 (фиг.8). Защелка 702, не имеющая выпуклого участка 781, будет иметь нижний конец 798, выходящий слишком далеко за оболочку 615, препятствуя вставлению вилки 310 в розетку 302с.

Кроме того, наличие выпуклого участка 781 приводит к уменьшенному и более однородному распределению износа поверхности как на собачке 769, так и на верхней поверхности 778, когда собачку 769 вставляют в розетку 302с и извлекают из нее. Это предохраняет от значительного локализованного износа поверхности, который происходил бы на выступающем углу на собачке 769, если бы на этой собачке не был выполнен выпуклый участок 781, а также от повышенного износа на верхней поверхности 778, контактирующей с упомянутым углом во время вставления собачки 769 в розетку 302с и извлечения из нее.

Когда потребитель вставляет вилку 310 в розетку 302с, движение собачки 769 и защелки 702, к которой она прикреплена, дает звуковое (щелчок) и зрительное указание о том, что задняя кромка 784 собачки 769 освобождает угол 787с и ударяется о наклонную приемную стенку 788с, когда защелка 702 поворачивается из отведенного положения в выдвинутое. Этот щелчок обеспечивает пользователю мгновенный сигнал обратной связи о том, что вилка 310 подсоединена к розетке 302с.

Сразу же после подсоединения вилка 310 удерживается в плотном контакте в розетке 302с за счет комбинации факторов, включающей в себя: (1) форму тела 725 вилки, сопрягаемую с формой розетки; (2) задние кромки 784 и поверхности 783 расцепления защелок 702, обуславливающие приложение силы к наклонным приемным стенкам 788с, и верхние поверхности 793 собачек 769, располагающиеся у боковых стенок камер 792с приема; и (3) приемный конец 605 вилки 310, располагающийся на поверхности дна 888 розетки 302с (как показано на фиг.3). Кроме того, как сказано выше, вилка 310 также жестко удерживается в розетке 302с за счет посадки внешней поверхности 412 опоры 410 выступа 360с (не показан) изнутри от внутренней поверхности 620 оболочки 615 вилки 310 (фиг.6). Более того, движение между вилкой 310 и розеткой 302с также не допускается скошенной внешней приемной поверхностью 401 на опоре 410, устанавливаемой с плотной посадкой на соответствующую скошенную соединительную поверхность 630, расположенную внутри вилки 310, и штырями 602, сидящими в гнездах 402 (как сказано выше в связи с фиг.6).

Возвращаясь к фиг.3 и 9, рассмотрим теперь извлечение вилки 310 из розетки 302а. Один способ извлечения вилки 310 предусматривает приложение нажима к верхним телам 799 защелок 702 и вынуждение их поворота в отведенное положение. Когда этот поворот проделан достаточно далеко, чтобы поверхности 783 расцепления и задние кромки 784 собачек 769 больше не контактировали с наклонной приемной стенкой 788с и не контактировали с углом 787с на внутренней стенке розетки 302с, пользователь может вытащить вилку 310 из розетки 302с.

В альтернативном варианте конструкцию наклонной приемной стенки 788с можно сделать такой, что она потребует приложения силы заранее определенной величины для осуществления отсоединения вилки 310 от розетки 302с. Если наклонная приемная стенка 788с оказывается горизонтальной аналогично верхней поверхности 778 соединителя 300, как показано на фиг.3, то сила расцепления, необходимая для отсоединения вилки 310 от розетки 302с, максимизируется. Когда наклон приемной стенки 788с увеличивается, становясь больше вплоть до достижения вертикальной ориентации, сила расцепления, которую нужно приложить, чтобы осуществить поворот защелки 702 в отведенное положение за счет контакта между поверхностью 783 расцепления и задней кромкой 784 собачки 769 у наклонной приемной стенки 788с соединителя 300, соответственно уменьшается. Эта способность изменять силу расцепления, необходимую для извлечения вилки 310 из розетки 302с, выгодна потому, что каждой розетке 302с можно придать особую конструкцию для каждого подсоединяемого к ней прибора.

Аналогичным образом поверхности 783 расцепления защелок 702 можно также выполнить с возможностью коррекции силы расцепления, необходимой для отсоединения вилки 310 от розетки 302. Чтобы прикладывать меньшее усилие расцепления, поверхность 783 расцепления должна быть наклонена в направлении от крутой фиксирующей части 785. В отличие от этого для приложения максимальной силы расцепления поверхность 783 расцепления должна быть выполнена параллельной крутой фиксирующей части 785.

Специалист в данной области техники легко поймет, что можно также изменять силу расцепления, необходимую для отсоединения вилки 310 от розетки, изменяя наклоны и поверхности 783 расцепления собачки 769 и наклонной приемной стенки 788с соединителя 300. Имея возможность изменять силу расцепления вилки 310, можно защитить чувствительные приборы, подсоединяемые посредством таких вилок 310, от сил, возникающих при задевании, путем понижения порогового уровня силы расцепления таким образом, что вилки 310 будут отсоединяться быстро, если заденут предмет, движущийся относительно них. В отличие от этого более робастные приборы, или приборы, которые должны оставаться подсоединенными во время эксплуатации, могут иметь вилки и розетки, конструкция которых рассчитана на более высокие требуемые силы расцепления. В любом случае у инженера есть возможность рассчитать любую силу расцепления для любой вилки 310 или розетки 302, в результате чего конструкторам не нужно надеяться лишь на силы трения между штырями 602 и выступами 360, чтобы обеспечить фиксацию вилки 310 в розетке 302. Таким образом, в процессе рассмотренных выше этапов изготовления можно предусмотреть одну и ту же силу расцепления для вилки 310, независимо от того, полностью или лишь частично ее гнезда заняты штырями 602.

Вышеизложенное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения не следует считать носящим исключительный характер или сводящим изобретение именно к описанной форме его осуществления. Хотя выше в иллюстративных целях описаны конкретные варианты осуществления и примеры изобретения, в рамках объема притязаний возможны различные эквивалентные модификации, что легко поймут специалисты в данной области техники. Кроме того, различные варианты осуществления, описанные выше, можно объединять, создавая дополнительные варианты осуществления. Соответственно, изобретение не ограничивается упомянутым описанием, а объем притязаний изобретения следует считать определяемым нижеследующей формулой изобретения.