BRPI0806591A2 - Conector elétrico para montagem de painel. - Google Patents

Description

“CONECTOR ELÉTRICO PARA MONTAGEM DE PAINEL” A presente invenção refere-se geralmente a conectores elétricos e, mais particu- larmente, a um conector elétrico para montagem de painel.

Montagens de conector de cabo coaxial de freqüência de rádio (RF) foram usadas para inúmeras aplicações automotivas, tais como, sistemas de posicionamento global (GPS), rádios de carro, telefones celulares, sistemas de air bag, e dispositivos multimídia. Os cabos coaxiais consistem tipicamente em um condutor externo, um condutor interno, um dielétrico, e uma camisa ou isolamento externo. O condutor externo e o condutor interno do cabo geralmente fazem interface de maneira elétrica com um cabo coaxial de acoplamento através de tomada e conectores de plugue. Tais conectores de cabos coaxiais convencio- nais são conhecidos na técnica, por exemplo, nas Patentes Nos. U.S. 6.676.445 e 6.824.403, que são atribuídas ao cessionário da presente invenção e estão expressamente aqui incorporadas a título de referência em sua totalidade.

Para padronizar vários tipos de conectores e, desse modo, evitar confusão, alguns padrões industriais foram estabelecidos. Um desses padrões é referido como FAKRA. FAKRA é o Comitê de Padronização Automotivo (Automotive Standards Committee) no Ins- tituto alemão de Padronização (German Institute for Standardisation), que representa os interesses de padronização internacionais no campo automotivo. O padrão FAKRA fornece um sistema, baseado na codificação por chavetas e cores, para fixação de conector ade- quada. Os recursos de identificação de chavetas e cores de um conector FAKRA estão tipi- camente em um alojamento externo feito de material plástico ou não-condutivo. Chavetas de tomada similares podem ser conectadas apenas a rasgos de chaveta de plugue similares em montagens de conector FAKRA. O posicionamento e travamento seguros de alojamen- tos de conector são facilitados por meio de uma lingüeta definida por FAKRA sobre o aloja- mento de tomada e um fecho de cooperação sobre o alojamento de plugue. Em algumas aplicações, tal como, um rádio de automóvel, o conector deve ser aterrado ao chassi do rádio. Entretanto, o problema é que visto que o alojamento externo é não-condutivo, os co- nectores atuais exigem um meio separado para aterrar o chassi do conector.

A solução para o problema é proporcionada por um conector elétrico como descrito aqui com um alojamento que é configurado para se acoplar a outra montagem de conector, tal como, uma montagem de conector FAKRA, onde o alojamento também é utilizável para proporcionar uma trajetória de aterramento elétrico a um chassi ou outro painel. O conector inclui uma extremidade de acoplamento e uma extremidade de saída de condutor, sendo que a extremidade de acoplamento é configurada para acoplar um conector de acoplamen- to. Um flange eletricamente condutor fica disposto entre a extremidade de acoplamento e a extremidade de saída de condutor em comunicação elétrica com o corpo. O flange se es- tende através de uma abertura formada em um membro eletricamente condutor e é fixável de maneira separável ao membro eletricamente condutor para manter a comunicação elétri- ca entre o membro e o corpo.

A invenção será descrita agora a título de exemplo com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

As Figuras 1 e 2 são vistas em perspectiva superiores opostas de uma modalidade de um conector elétrico da presente invenção.

A Figura 3 é um corte transversal tomado ao longo da linha 3-3 da Figura 1, que in- clui adicionalmente uma montagem de cabo coaxial.

A Figura 4 é uma vista em perspectiva superior explodida de uma aplicação de uma montagem de cabo utilizando uma modalidade do conector da presente invenção.

A Figura 5 é uma vista em perspectiva superior montada da aplicação mostrada na Figura 4.

A Figura 6 é um corte transversal de uma modalidade alternativa do conector da presente invenção.

Sempre que possível, as referências numéricas similares serão usadas durante os desenhos para se referir às partes iguais ou similares.

Com referência às Figuras 1 e 2, um conector elétrico 10 de acordo com a presente invenção inclui um corpo ou alojamento 12, tal como, um conector de tomada que é configu- rado para se acoplar a um conector de plugue de acoplamento 14 (Figura 4). O conector elétrico 10 é configurado para uso como um conector para montagem de painel (montagem de conector de painel), e como mostrado nas Figuras 4 e 5, esse é fixado a um membro eletricamente condutor 24, tal como, um painel ou chassi, de um aparelho elétrico. Deve ser entendido que o termo conector de painel se destina a referir-se a um conector elétrico que é configurado para ser fixado a um membro, tal como, um membro de painel de uma estru- tura ou um aparelho elétrico, onde o conector se projeta através do membro de painel e une ou acopla outro conector elétrico. Como mostrado na Figura 3, o conector de tomada 18 compreende o conector 10 e montagem de cabo coaxial 70. Como será discutido em mais detalhes abaixo, o corpo ou alojamento 12 de conector elétrico 10 permite o uso com apare- lhos elétricos de freqüência de rádio (RF) ou outras aplicações de montagem de painel. Co- mo usado aqui, um aparelho elétrico RF pretende incluir qualquer aparelho elétrico que é capaz de transmitir ou receber sinais RF, ou de outro modo capaz de operar com sinais RF ou um aparelho que pode ser afetado de modo adverso por sinais RF. Entretanto, o corpo ou alojamento 12 do conector elétrico 10 permite a proteção de contatos de sinal contra vol- tagens de ruído externas indesejadas.

A presente invenção se refere à trajetória de aterramento elétrico do sistema de co- nector. Isto é, o circuito elétrico sempre tem continuidade no aterramento de aparelho elétri- co. Esse aterramento elétrico elimina substancialmente interferência eletromagnética parasi- ta.

Em uma modalidade, o alojamento 12 é eletricamente condutor e é construído de metal, tal como, um metal fundido em molde. Entretanto, em outra modalidade, o alojamento 12 pode ser construído de um material que é não-eletricamente condutor, porém inclui um revestimento condutor formado sobre o alojamento 12. O revestimento condutor pode ser aplicado por aspersão ou imersão de alojamento 12 em uma solução condutora, ou por ou- tros métodos de aplicação adequados. Deve ser entendido que o alojamento 12 também pode ser construído de combinações de materiais não-eletricamente condutores e/ou reves- timentos condutores. Em suma, o alojamento 12 pode ser construído de qualquer combina- ção adequada de materiais condutores ou não-condutores e revestimentos condutores e/ou não-condutores, enquanto o alojamento 12 fornece uma trajetória de aterramento para ater- rar a interferência de RF no membro eletricamente condutor 24 (Figura 4). Determinado de outra maneira, pode haver uma trajetória eletricamente condutora entre o membro eletrica- mente condutor 24 (Figura 4) e o conector 10, e também entre os conectores 10, 14, e/ou entre o membro eletricamente condutor 24 (Figura 4) e cada conector 10, 14.

O alojamento 12 inclui um invólucro anular externo 13 que possui uma extremidade de acoplamento 30 para receber um conector elétrico de acoplamento e uma extremidade de saída de condutor 32 que será discutida em mais detalhes abaixo. Um flange 46 que se estende radialmente para fora do invólucro anular externo 13 está disposto entre as extre- 20 midades 30, 32. Uma parte de alinhamento anular 34 é formada dentro do invólucro anular externo 13, com a parte de alinhamento anular 34 dotada de um orifício 62 formado longitu- dinalmente através dessa. Uma chaveta 36 que se encaixa em um rasgo de chaveta corres- pondente (não mostrado) de conector 14 (Figura 4) para fornecer um chavetamento entre os conectores 10, 14 se estende longitudinal e radialmente para fora do alojamento 12 entre a 25 extremidade de acoplamento 30 e o flange 46. Em uma modalidade, o conector de acopla- mento 14 é um conector FAKRA. Também, um retentor 38 que engata uma abertura 84 (Fi- gura 4) formada em um mecanismo de travamento 82 (Figura 4) do conector de acoplamen- to 14 (Figura 4) quando os conectores 10, 14 são unidos se estende radialmente para fora do alojamento 12 entre a extremidade de acoplamento 30 e o flange 46. Esse engate man- 30 tém uma conexão segura entre os conectores 10, 14. Uma abertura 40 é formada através do invólucro anular externo 13, permitindo o uso de uma ferramenta (não mostrada) para de- formar a parte de alinhamento anular 34 de modo a reter o dielétrico 56.

Os rasgos de chaveta opostos 42 são formados ao longo da junção entre o invólu- cro anular externo 13 e o flange 46, com um rasgo de chaveta 44 oposto ao retentor 38 Ii- gando os rasgos de chaveta 42. O flange 46 inclui uma parte de suporte 50 que se estende longitudinalmente do flange 46 oposto ao retentor 38. Em uma modalidade, uma abertura 48 é formada no flange 46, definindo uma parte oca de extremidade aberta ou câmara 54 (veja Figura 3). Isto é, a parte oca ou câmara 54 está em comunicação com a abertura 48, porém a câmara 54 não se estende completamente através da parte de suporte 50 (veja Figura 2). Em uma modalidade, uma abertura 52 é formada entre a câmara 54 e a parte da parte de suporte 50 que é longitudinalmente alinhada com a parte de alinhamento anular 34. A aber- 5 tura 52 permite a remoção de uma parte do material da parte de suporte 50 sem comprome- ter substancialmente a resistência e rigidez estrutural da parte de suporte 50. Uma luva 38 que termina em uma extremidade de saída de condutor 32 se estende longitudinalmente a partir da parte de suporte 50 para fora do retentor 38.

Agora com relação à Figura 3, o conector de tomada coaxial 18, que incorpora o 10 conector elétrico 10, será descrito em mais detalhes. O conector de tomada coaxial 18 inclui um dielétrico 56 que possuiu ma parte anular 58 que é recebida pela parte de alinhamento anular 34 do alojamento 12. O dielétrico 56 fixa um pino 60 que se estende dentro da parte anular 58 (veja Figura 3). A parte anular 58 inclui um orifício 62 que se estende longitudi- nalmente através do alojamento 12, isto é, extremidade de acoplamento 30 adjacente à ex- 15 tremidade de saída de condutor 32. Uma base 76 do pino 60 recebe e está em comunicação com um condutor interno 66 de um cabo coaxial 70, tal base 76 é recebida em um anel de travamento anular 64. O cabo coaxial 70 se estende através e antes da luva 80 que termina na extremidade de saída de condutor 32.

Deve ser avaliado que o conector 10 como descrito acima pode terminar no cabo 20 coaxial 70 onde o cabo coaxial 70 inclui um isolamento externo 72, um condutor externo ou trança 74, condutor interno 66, e dielétrico 68. Como mostrado, o condutor 66 é fixado, por exemplo, frisado, à base 76 do pino 60 e o condutor externo ou trança 74 é preparado sobre a luva 80 e fixado, por exemplo, frisado por virola 100. Entretanto, deve ser entendido que o cabo coaxial 70 não se limita à disposição mostrada e pode incluir outras disposições de 25 condutor coaxial adequadas para montagens de conector RP.

Com referência às Figuras 4 e 5, o conector 10 é acoplado ao conector de acopla- mento 14, tal conector 14 é descrito no Pedido Serial No. 11/257,334, que é atribuído ao cessionário da presente invenção e expressamente incorporado a título de referência em sua totalidade. O membro eletricamente condutor 24 é uma parte de um aparelho elétrico, e 30 em uma modalidade, o membro condutor 24 é parte de um revestimento de um aparelho elétrico. O membro condutor 24 é usado para estabelecer uma trajetória de aterramento elétrico, tanto direta como indiretamente, para ambos os conectores 10, 14, como será dis- cutido em mais detalhes abaixo. Em uma modalidade, o flange 46 do conector 10 é fixado a uma superfície 26 que está voltada para o interior do aparelho elétrico. Em outras palavras, 35 o flange 46 fica disposto dentro do aparelho elétrico. A extremidade de acoplamento 30 do conector 10 está direcionada através da abertura 86 do membro condutor 24 até o flange 46 se confinar na superfície 26. Uma vez que o contato contíguo foi obtido, o conector 10 está voltado para a ranhura 90 de modo que os rasgos de chaveta opostos 42 engatem as bor- das da ranhura opostas correspondentes 92 da ranhura 90. O conector 10 é adicionalmente direcionado ao longo da ranhura 90 até o rasgo de chaveta 44 confinar a borda da ranhura 94, desse modo, inicialmente fixando-se o conector 10 ao membro condutor 24.

Uma vez que o conector 10 é inicialmente fixado, o prendedor 96, tal como, um pa-

rafuso auto-atarraxante como mostrado na Figura 4, está direcionado através de uma ranhu- ra arqueada 88 e dentro da abertura 48, e então dentro da parte oca ou câmara 54. O pren- dedor 96 é então atuado em uma direção para conduzir o prendedor 96 para dentro da câ- mara 54 até a cabeça do prendedor 96 entrar em contato contíguo com a superfície 28 do membro condutor 24 que está voltada para fora do aparelho elétrico, desse modo, fixando- se o conector 10 em contato contíguo com o membro condutor 24. Entretanto, outros dispo- sitivos ou métodos de fixação conhecidos na técnica podem ser usados para fixar o conector ao membro condutor 24. Devido ao fato de a parte oca ou câmara 54 se tornar um espa- ço substancialmente fechado uma vez que o prendedor 96 é inserido na câmara 54, frag- mentos associados ao flange de fixação 46 no membro condutor 24, por exemplo, aparas da parte de suporte 50, são substancialmente impedidos de atingir a parte interna do aparelho elétrico. Determinado de outra maneira, os fragmentos, tais como, aparas da parte de supor- te 50 removidos pelo prendedor 96 enquanto o prendedor 96 é atuado, são substancialmen- te confinados dentro da câmara 54, impedindo substancialmente que os fragmentos atinjam a parte interna do aparelho elétrico.

Para realizar a instalação ou montagem entre os conectores 10 e 14, a extremidade de acoplamento 98 do conector de acoplamento 14 é colocada em engate de acoplamento com a extremidade de acoplamento 30 do conector 10. Como mostrado na Figura 5, os co- nectores 10 e 14 são fixados um ao outro uma vez que o retentor 38 é recebido na abertura 84 do mecanismo de travamento 82. Com referência novamente à Figura 4, é avaliado pelos versados na técnica que devido ao alojamento 12 e o membro condutor 24 serem eletrica- mente condutores, como discutido acima, há pelo menos uma trajetória eletricamente con- dutora entre o membro eletricamente condutor 24 e o conector 10 suficiente para aterrar eletricamente o conector 10 com o membro condutor 24. Em outras palavras, uma trajetória eletricamente condutora pode ser estabelecida entre o membro condutor 24 e o alojamento 12 devido ao contato contíguo entre qualquer uma das superfícies do membro condutor 24, por exemplo, as superfícies 26, 28 e/ou qualquer borda ao longo da periferia de abertura 86, e qualquer superfície do alojamento 12, por exemplo, flange 46 e/ou rasgo de chaveta 42, 44. Deve ser entendido que o flange 46 pode ser configurado para se confinar nas superfí- cies 26 ou 28.

Por exemplo, com referência à Figura 6, que é tomada ao longo da linha 3-3 da Fi- gura 1, uma modalidade do alojamento 12 inclui ainda uma ranhura 102 como mostrado na Figura 2 formada no alojamento 12, Isto é, a ranhura 102 permite que o membro condutor

24 (Figura 4) seja recebido ao longo da junção entre o flange 46 e a parte de suporte 50. Estabelecido de outra maneira, o alojamento 12 recebe o membro condutor 24. Ademais, o rasgo de chaveta 441, de outro modo, similar ao rasgo de chaveta 44 (Figura 1), está ali- nhado com a ranhura 102, porém de outro modo, a modalidade do alojamento 12 na Figura

6 é substancialmente similar à modalidade do alojamento 12 na Figura 3. É avaliado que nessa modalidade, o flange 46 se confina na superfície 28 (Figura 4), isto é, o flange 46 está disposto fora do aparelho elétrico com a parte de suporte 50 inserida através da abertura 86 (Figura 4) do membro condutor 24. Ademais, devido ao fato de as superfícies opostas 26, 28 10 do membro condutor 24 serem configuradas para se confinarem substancialmente nas par- tes correspondentes do flange 46 e parte de suporte 50, fragmentos associados ao flange de fixação 46 ao membro condutor 24, por exemplo, aparas da parte de suporte 50 ou membro condutor 24, são substancialmente impedidos de atingir a parte interna do aparelho elétrico com a parte de suporte 50 inserida através da abertura 86 (Figura 4) do membro 15 condutor 24. Determinado de outra maneira, fragmentos, tais como, aparas da parte de su- porte 50 e/ou membro condutor 24 removidos pelo prendedor 96 enquanto o prendedor 96 é atuado, são substancialmente confinados dentro da câmara 54, impedindo substancialmente que os fragmentos atinjam a parte interna do aparelho elétrico.

Similarmente, pelo menos uma trajetória eletricamente condutora é estabelecida 20 entre o conector 10 e o membro eletricamente condutor 24, e possivelmente uma trajetória eletricamente condutora adicional é estabelecida entre o conector 14 e o conector 10. Ou seja, em uma modalidade, é possível que o alojamento 12 do conector 10 não estabeleça uma trajetória eletricamente condutora suficiente com o conector 14, desde que o conector 10 seja configurado para garantir que uma trajetória eletricamente condutora suficiente seja 25 proporcionada entre o conector 14 e o membro condutor 24 que é suficiente para aterrar eletricamente o conector 14 com o membro condutor 24. Em outras palavras, deve haver uma trajetória eletricamente condutora entre o conector 10 e o membro condutor 24 para que haja uma trajetória eletricamente condutora entre os conectores 10 e 14.

Em suma, com referência novamente à Figura 4, o alojamento 12 pode ser constru- 30 ído de qualquer combinação adequada de materiais condutores e revestimentos condutores e/ou não-condutores, desde que uma interferência RF associada a cada ou ambos conecto- res 10, 14 seja aterrada no membro eletricamente condutor 24. Determinado de outra ma- neira, deve haver uma trajetória eletricamente condutora ou comunicação elétrica entre o membro eletricamente condutor 24 e o conector 10, e/ou em uma modalidade, entre o 35 membro eletricamente condutor 24 e os conectores 10, 14, como anteriormente discutido.

Embora a invenção seja descrita com referência a uma modalidade preferida, será entendido pelos versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos desses sem que se desvie do escopo da invenção. Ademais, diversas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material particular às instruções da invenção que se abandone o escopo essencial dessa. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à modalidade particular descrita como o me- 5 Ihor modo contemplado para realizar essa invenção, porém que a invenção inclua todas as modalidades que abrangem o escopo das reivindicações em anexo.

Claims (9)

1.Conector elétrico (10) para montagem em um membro eletricamente condutor (24) que compreende um alojamento (12) que possui uma extremidade de acoplamento (30) e uma extremidade de saída de condutor (32), sendo que a extremidade de acoplamento é configurada para acoplar um conector de acoplamento (14), CARACTERIZADO pelo fato de que: o alojamento (12) compreende um flange eletricamente condutor (46) disposto en- tre a extremidade de acoplamento (30) e a extremidade de saída de condutor (32), onde o alojamento (12) se estende através de uma abertura (86) formada no membro eletricamente condutor (24) e onde o flange (46) é fixável de maneira separável a uma superfície (26) do membro eletricamente condutor (24) para manter uma comunicação elétrica entre o membro e o alojamento (12).

2. Conector, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o flange (46) inclui uma parte de suporte (50) que se estende longitudinalmente em direção à extremidade de saída de condutor (32).

3. Conector, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o flange (46) inclui uma parte oca (54) para capturar substancialmente os fragmentos asso- ciados à fixação do flange ao membro (24).

4. Conector, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o flange (46) inclui uma abertura (52) dentro da parte de suporte (50) que remove o excesso de material ao mesmo tempo em que não compromete a estrutura da parte de suporte (50).

5. Conector, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento (12) é construído de metal.

6. Conector, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que um revestimento condutor é formado sobre o alojamento (12).

7. Conector, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o membro eletricamente condutor (24) consiste em uma parte de um aparelho elétrico.

8. Conector, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o flange (46) inclui uma ranhura (102) para receber o membro eletricamente condutor (24).

9. Conector, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o alojamento (12) inclui um rasgo de chaveta (44, 44’) para receber o membro eletricamente condutor.