CN1166704A - 电路板连接器 - Google Patents

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九鬼平次
服部和彦
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Abstract

为防止热膨胀情况下端子销和电路板之间的钎焊连接处应力增大，具有较大直径的支撑(22)和具有较小直径的凹部(21)被形成在端子销(20)上。对中板(30)被处置成可相对于连接器壳体(11)在支撑位置和松脱位置之间移动。在支撑位置处，支撑件(22)紧密地装配在定位孔(31)中，而在松脱位置处，凹部(21)被宽松地装配在定位孔(31)中。

Description

电路板连接器
本发明涉及用于连接电路板或基板的基板连接器。
如本说明书的图17所示，基板连接器具有许多长而薄的端子销3，它们从连接器壳体2的背面伸出并弯向下方。端子销3的前端被对中，以便与形成在电路基板P中的连接孔H装配。这样设置以致当实施连接时，连接器壳体2被固定在电路基板P上的给定位置，端子销3的前端被***连接孔H中并用钎焊M将其固定住。端子销易被弯曲而不在其应有的位置上，因此连接器壳体2在其上固定有一个对中板4，该对中板4被用作为使端子销3***连接孔H的操作确切进行的装置。对中板4具有与电路基板P的连接孔H相吻合的定位孔5。端子销3的前端穿过定位孔5，从而端子销3之间的相互位置调整达到了与连接孔H对中一致。
在基板连接器1被连接到电路基板P的状态下，假如连接器壳体2、对中板4和电路基板P经受到温度的改变，由于所使用的不同材料的热膨胀率的区别，因此存在这样的可能性，即施加的力会引起在定位孔5和连接孔H之间沿与端子销3成横向的方向产生相对位移。但是，在通常的对中板4的情况下，因为必须以高精度装配端子销3的位置，定位孔5就必须设置成具有最小的必须尺寸，以防止端子销3的侧向运动，如图18所示。为此，假如由于横向力的施加，以致定位孔5的位置相对于连接孔H的位置发生位移，这个力通过端子销3传递给了钎焊区位M，使钎焊区位M的应力增加。这可能消弱以致破坏电气连接。
在考虑了上述问题以后，发展出了本发明，其目的在于当环境温度变化时，防止作用在连接端子销和电路基板的钎焊区位上的应力增加。
按照本发明，提供了一种用于连接印刷电路板的连接器。它包括一个连接器壳体，该壳体具有许多从其上以第一方向伸出的细长的导电端子，一个对中件被连接到所说的壳体上，它被用于使所说的端子的自由端保持在相对于壳体为基本固定的方向上，其中所说的对中件可相对于壳体以第一方向从暂时位置移动到最终位置，端子被所说的对中件紧紧地保持在暂时位置，而被所说的对中件宽松地保持在最终位置。
这样的对中件具有优点的是，端子被紧紧地保持在相对于电路板或其它电气元件其应定位处。但一旦它处于最终位置，它可相对于对中件自由移动。
最好该对中件是基本平面的并具有许多孔洞，用于以滑动联系方式容纳端子的端部。这些孔洞在电路板一侧或在容纳钎焊的零件一侧最好是扩展的；这保证了端子的钎焊连接结果是坚固的和电气可靠的。
在一个较佳实施例中，端子在其端部的后方立即减小尺寸，以便当对中件移至最终位置时，端子可宽松地装配在对中件中。作为替代的方案是，端子可以在端部后方向外作成凸缘，凸缘被处置成可在相应的孔洞中紧滑动配合。在最终位置时凸缘从孔洞中移出以使端子在所说的孔洞中留有间隙。
最好用制动装置把对中件保持在壳体上，借此能咬住对中板使之从暂时位置移到最终位置。在零件的材质都是塑料的或树脂的情况下，对中件可以有对置的伸出物以使之被啮合在壳体的对置的平行凹槽中。这些凹槽可以包括对置的平行沟槽以容纳对中件的对置的边缘，每侧设置两条沟槽以限定暂时位置和最终位置。
对中件最好被处置成处于外壳与电路板和其它的电气零件之间。这种处置保证了单纯对壳体加压就能咬住对中件到最终位置，在此处它能被夹在其应有位置上。这有更大的优点，即对中件不能相对于壳体移动而导致在端子的钎焊连接上施加应力。
结合对附图所示的几个较佳实施例(仅作为举例)的如下描述，将更清楚地看到本发明的其它特征：
图1是本发明的实施例1的倒置斜视图，该图显示了连接器壳体对中板被分离的状态。
图2是实施例1的横截面视图，该图显示了端子销插在电路基板中的状态，该端子销借助于对中板已得以对中。
图3是实施例1的横截面视图，该图显示了在端子销被所***后，对中板已移至松脱位置的状态。
图4是实施例1的横截面视图，该图显示了对中板被暂时支撑在对中位置的状态。
图5是实施例1的横截面视图，该图显示了对中板被支撑在松脱位置的状态。
图6是实施例1的横截面视图，该图显示了当对中板处于对中位置时，定位孔与端子销的支撑件之间的相互关系。
图7是实施例1的横截面视图，该图显示了当对中板处于松脱位置时，定位孔与端子销之间的相互关系。
图8是实施例2的横截面视图。
图9是实施例3的横截面视图。
图10是实施例4的横截面视图，该图显示了端子销被***电路基板的状态，该端子销借助于被暂时支撑在对中位置的对中板已得以对中。
图11是实施例4的横截面视图，该图显示了在端子销已被***后，对中板移至松脱位置的状态。
图12是实施例5的横截面视图。
图13是实施例6的一个端子销的局部放大斜视图。
图14是实施例7的一个端子销的局部放大斜视图。
图15是实施例8的一个端子销的局部放大斜视图。
图16是实施例9的一个端子销的局部放大斜视图。
图17是现有技术对中板的横截面视图。
图18是一个横截面视图，该图显示了端子销***现有技术对中板的定位孔中的状态。
参考图1至7，在下文中对本发明实施例1加以阐明。
基板连接器10包括一个连接器壳体11、许多端子销20和一个对中板30。
在连接器壳体11的面向电路基板P的一个基面上形成有一对脚座12，以使之从壳体11的左侧和右侧伸出。当脚座12与电路基板P的表面接触时，在此状态下该连接器壳体11借助诸如销和孔相互匹配(图中未示)这样的定位装置，而被固定在电路基板P表面上一个给定的位置中。而且，还借助于机械螺丝，(图中未示)把脚座12固定到电路基板P上，这些机械螺丝被拧入脚座12的基面中，同时，它们也穿过电路基板P。
脚座12的互相面对的内侧面具有对中停止沟槽13和松脱停止沟槽14，这些沟槽的横截面是三角形的。这些沟槽13、14，从边缘到边缘，是相互平行的，并沿着前-后方向延伸。对中停止沟槽13被设置在低于松脱停止沟槽14处。对中板30的伸出部分33(以后将叙述)，能嵌入对中停止沟槽13和松脱停止沟槽14中并能从这些沟槽中移出。一个暂时支撑装置15由对中停止沟槽13和对中板30的伸出部分33组成，以及一个支撑装置16由松脱停止沟槽14和该伸出部分33组成。
在连接器壳体11上设置有许多端子销20。每个端子销20都从连接器壳体11的后表面伸出并弯向下方，其前端相对于连接器壳体11的基面而形成一个直角，并具有可向下延伸而超越该基面的长度。这些端子销20的前端被同时***电路基板的连接孔H中。相应地，端子销20的前端应相互平行，并且所有的端子销20的端部被调整到与连接孔H成直线而对中。
如图6所示，端子销20的前端的横截面形状是矩形的。而且，通过切削加工在端子销20的前端上形成宽度很窄的许可移动凹部21(见图2)。这些凹部21的长度稍大于对中板30的厚度。端子的紧接着其前端的区段形成了支撑22。凹部21和支撑22之间的边界大约位于与脚座12的基面相同的高度处。如下文将叙述的，当支撑22被装配到对中板20的定位孔31中时，端子销20就被对中，而当凹部21被宽松地装配到定位孔31中时，端子销20相对于对中板30的移动则成为可能。
对中板30被固定到连接器壳体11上。因此确保了端子销20的前端相应于连接孔H高精度地对中。
对中板30具有许多定位孔31，它们与电路基板P的连接孔H相应地对中。定位孔31垂直穿透对中板30并具有矩形形状。如图6所示，其前-后方向和左-右方向的尺寸应这样确定，即允许支撑22能紧配合在其中。定位孔31相应于连接孔H高精度地对中。当支撑22被装配到定位孔31中时，所有端子销20的前端也都与连接孔H对中。
在凹部21被装入定位孔31中的状态下，如图7所示，在定位孔31前-后边缘之间形成了一个间隙。在考虑到电路基板P和对中板30的热膨胀率的差别后设定该前-后间隙的尺寸，以便当端子与定位孔31之间发生相对运动时，端子不会与定位孔31的边缘接触。定位孔31的边缘与端子之间，沿着其左-右边缘(图6和7中为上、下边缘)几乎不存在间隙。这样安排是考虑了在电路基板P和连接器壳体11的模铸过程中的铸流方向和结构方向的影响，而这与本发明实施例的材料的影响这一事实相比是不重要的。
由于提供了间隙，如下文将叙述的，即使由电路基板P和对中板30间热膨胀量的差异而导致端子销20以前-后方向沿着电路基板P移动，也不存在因端子销20与定位孔31的边缘接触而使端子销20歪斜的可能性。
沿着对中板30的两侧边缘形成一对壁件32，壁件32向外伸出。这些壁件32被采用以便在其与连接器壳体11的脚座12之间贴合，壁件32的外侧面与脚座12的内侧面互相接触。由于壁件32与脚座12的贴合，防止了左-右方向的移动，而对中板30对应于连接器壳体的左-右方向的位置也得以相对固定。
壁件32的外侧面上形成有伸出部分33，以便沿前-后方向延伸，从横截面看，伸出部分33是三角形的，这些伸出部分33是可被啮合在对中停止沟槽13和松脱停止沟槽14中的。壁件32能够弹性地向内弯曲，当沿上-下方向对对中板30施加力时，伸出部分33就在对中停止沟槽13和松脱停止沟槽14之间移动。
当伸出部分33处于对中停止沟槽13中时，对中板30超越并低于脚座12的基面而伸出，并被暂时支撑在对中位置，藉此该端子销20的支撑33被装配到定位孔31中。当伸出部分33处于松脱停止沟槽14中时，对中板30的下表面达到与脚座12的基面相一致，而对中板30被支撑，以致定位孔31与凹部21相吻合。
壁件32的前和后边缘具有一对向外延伸的前和后挡块34。这些挡块34与脚座12的前和后端面相接触。这阻止了壁件32相对于脚座12而前-后移动。
其次，对本实施例的操作加以说明。在把对中板30连接到电路基板P之前，先把它连接到连接器壳体11上。为了实施对中板30的装配，首先使端子销20的前端穿过对应的定位孔31。在此时，假如在定位孔31的上表面一侧上的孔边缘具有在其上形成的斜坡状导向面(图中未示)，那末即使存在不对中的端子销20，也会由于该导向面而使这样的端子销20朝向中心重新对中，并顺利地装配到定位孔中。
一旦所有的端子销20都已被***定位孔31中，壁件32就被安装在脚座12之间，而伸出部分33被啮合到对中停止沟槽13中，以便把对中板30放置在暂时支撑位置。支撑22紧紧地装配在定位孔31中。相应地，端子销20与连接孔H的对中也相应地达到了高精确度。
然后，把基板连接器10连接到电路基板P上。为实施该连接，首先把端子销20的前端(已按对中板30对中了的)***电路基板P的连接孔H中。因为所有的端子销20相应于连接孔H的中心已对中，所以所有的端子销20都顺利地并同时地进入到连接孔H中。
当端子销20被***时，如图2所和4所示，对中板30与电路基板P的上表面发生接触，而连接器壳体11的脚座12则浮在电路基板P的上方。当连接器壳体被从该状态推向电路基板P时，壁件32弹性地弯曲，而伸出部分33与对中停止沟槽13分离开。然后，连接器壳体11和端子销20向下移动，支撑22随之从定位孔31中分离现来，而凹部21则从上方进入到定位孔31中。
当连接器壳体11的脚座12与电路基板P接触时，如图3和5所示，伸出部分33与松脱停止沟槽14相啮合，而对中板30被支撑在松脱位置。同时，由于凹部21，端子销20成为有可能以前-后方向沿着电路基板P，与其互相相对自由移动。
之后，用机械螺丝把连接器壳体11固定到电路基板P上，图中对此未示，被装配在连接孔H中的端子销20的那部分借助于钎焊M被固定住。以此方式，把本实施例的基板连接器10连接到电路基板P上的操作得以完成。
在已连接的状态下，在基板P的端子销20和定位孔31之间，沿着前-后方向存在一个间隙，当对中板热致膨胀时，定位孔31可相对于端子销20在前-后方向上移动。因而，端子销20被定位孔31的孔边缘在前-后方向上挤推的可能性是不存在的。结果，防止了在钎焊区段M上的应力的增大。
并且，在已连接的状态下，由于壁件32和脚座12的匹配，以及由于脚座12与挡块34的匹配，对中板30相对于连接器壳体11，无论在前-后方向上还是在左-右方向上的运动都被防止了。结果，由于对中板30的运动而导致定位孔31的孔边缘在侧向上挤抵端子销20的可能性不存在了，由于对中板30的运动而使钎焊区段M应力增大的情况也被防止了。
此外，由于伸出部分33与松脱沟槽14的啮合，对中板30被支撑在松脱位置，对中板30与电路基板P的上表面发生接触。因而，对中板30移回到对中位置的可能性完全不存在。
而且，在本实施例中，端子销20***后，随着连接器壳体11连接到电路基板P上的操作，迫使对中板30从对中位置向松脱位置移动。从而，与连接器壳体11的连接操作及对中板30的运动操作作为分别工序进行的情况相比，本实施例的操作不仅实现了更优越的可操作性，而且实施对中板30在松脱方向上的运动具有可靠性。
对本发明实施例2至9叙述如下。但在这些实施例中，只叙述与实施例1不同的那些零件，对具有相同构形的零件赋予相同的标号。
参考图8对实施例2描述如下。对中板40具有拱形凹口42，凹口42是通过切削掉定位孔41的全部圆周边缘而形成的。这些凹口42被加工成锥状以便沿向下的方向朝外扩展。借助于形成该附加的间隙，当端子销20被钎焊时，从电路基板P的下表面穿过连接孔H的钎焊料可积聚到充足的数量以便获得优良的连接。
参考图9对本发明的实施例3作描述。
如在实施例中一样，本实施例的对中板45也有在其上形成的被切削掉的拱形凹口46以便形成附加的间隙。但是凹口46并未形成锥状而只具有从横截面看为垂直的侧面。如实施例2一样，实施例3也实现了良好的钎焊。
接着参考图10和11，而描述本发明实施例4。
端子销50的支撑件51，是通过制成如图所示的突出在端子销50左、右侧的特定定位物而形成的。本实施例的支撑件51的尺寸被处理成大于端子销50基本的尺寸。此外，位于支撑件51上方的部位是允许运动区域52。对中板53的下表面有处在定位孔54两侧的凸缘55。由于这些凸缘55，对中板53被安装到电路基板P上的同时，在对中板53和电路基板P的上表面之间保留了间隙。在已安装的状态时，支撑件51，它与定位孔54分离开，进而被置于对中板53和电路基板P之间的间隙中，因此允许相对的横向运动(图11)。
参考图12描述本发明实施例5，它是实施例4的变型。在端子销50的支撑件51中形成切除区段56。通过形成这些切除区段56，使支撑件51从电路基板P上被抬起。这种结构为钎焊提供了一个凹处并导致优异的连接。
参考图13对本发明实施例6作描述。端子销60取形为其前段区段的宽度被阶梯式地加宽。阶梯区段61起着位于其上方允许运动凹处62和位于其下方的支撑63之间边界的作用。
参考图14，描述本发明实施例7。
通过把两侧边缘都向内折叠而使端子销65形成为双叠。在一个给定的位置，重叠区段66被部分切除而形成单纯的平板形状。该平板形区段构成为允许运动凹处67，位于其下方的两层区段构成为支撑件68。端子销65也能相对于定位孔(图中未示)，以相对于与该端子销65的横向成直角的方向移动。
现参考图15，对本发明的实施例8作描述。
端子销70其横截面大致呈方形。在端子销70上的给定位置，通过切除其前、后、左、右侧以减小端子销70的直径即断面尺寸。并且，支撑件72被限定在凹部71的下方。按照本实施例，端子销70可相对于定位孔(图15中未示)以前、后、左、右方向移动。
参考图16，现描述本发明的实施例9。
本实施例的端子销80沿其全长有圆形横截面。在端子销80上的给定位置，通过设立同轴的小直径圆柱而形成凹部81。凹部81的下侧设立支撑件82。端子销80不仅能相对于带有圆形开孔的定位孔(图16中未示)以前、后、左、右方向移动，而且也能以任何其它方向移动。此外凹部81相对于支撑件82是同轴形成的，凹部和定位孔边缘之间的间隙沿整个圆周也是同样的。
因此，对实施例9而言，其端子销80相对于定位孔的运动方向不受任何约束。而且，因为相对移动的行程沿任何方向都是相同的，所以在本说明书所描述的这些实施例中这一实施例是最理想的。
本发明并非只局限于上述通过附图所描述的实施例。例如，以下描述的种种可能方案也落在本发明的技术范围内。而且，除以下描述的那些方案外，本发明还可以用各种各样的方式予以实施而不脱离其范围。
(1)虽然在上述实施例中对中板被处理成当其从支撑位置移到松脱位置时，对中板沿着增加其与电路基板的接近度的方向移动，但它也可被等同地处理成是沿着增加其与电路基板的距离的方向移动。
(2)把连接器壳体安装到电路基板上，和对中板从对中位置到松脱位置的移动，可使用不同的操作工序等同地进行。
(3)在已连接到电路基板的状态下，在上述实施例中，对中板被支撑在松脱位置是通过装配对中板和连接器壳体而实现的。但是，也可等同地处理成通过把对中板安装到电路基板上而予以实现。

Claims (10)

1、一种用于连接印刷电路板(P)的连接器(10)，它包括一个连接器壳体(11)，壳体(11)具有许多的从其上以第一方向伸出的细长的导电端子(20)，一个对中件(30)被连接到所说的壳体上，它被用于使所说的端子(20)的自由端保持在相对于壳体(11)为基本固定的方向上，其中所说的对中件(30)可相对于壳体(11)以第一方向从暂时位置移动到最终位置，端子(20)被所说的对中件(30)紧紧地保持在暂时位置，而被所说的对中件宽松地保持在最终位置。
2、按照权利要求1的连接器，其中所说的对中件(30)包括以第一方向延伸的许多孔洞(31)，所说的端子(20)每个都位于相应的一个孔洞(31)中。
3、按照权利要求2的连接器，其中所说的孔洞(31)在对中板(30)邻近所说的端子(20)的端部的一侧被扩大。
4、按照权利要求2或3的连接器，其中每一个所说的端子(20、60)有一个具有基本恒定横截面的端部(22，63)；当所说的对中件(30)处于暂时位置时，端部(22，63)在相应的孔洞(31)中与其有紧贴的可滑动联系，以及其中每一个所说的端子(20，60)在其端部(22，63)的后方有缩小的横截面(21，62)，当对中件(30)处于所说的最终位置时，缩小的横截面被宽松地保持在相应的孔洞(31)中。
5、按照权利要求4的连接器，其中所说的端子(20)每个都有一个腰形区段(21)，以限定在端部(22)后方的所说的缩小的横截面。
6、按照权利要求2或3的连接器，其中每一个所说的端子(50)在其端部的后方具有朝外的凸缘(51)，当对中件(53)处于暂时位置时，所说的凸缘(51)在相应的孔洞(54)中与其有紧贴的可滑动联系，而当所说的对中件(53)处于最终位置时，凸缘(51)从所说的孔洞(54)中移出。
7、按照前述行一项权利要求的连接器，其中所说的对中件(30)和所说的壳体(11)具有互相栓锁的制动装置(13，33)，以便使所说的对中件(30)保持在相对于所说的壳体(11)为固定的方向上。
8、按照前述任一项权利要求的连接器，其中所说的对中件(30)的最终位置比其暂时位置更接近于所说的壳体(11)。
9、按照前述任一项权利要求的连接器，它还包括一个电气零件(P)，零件(P)带有可容纳所说的端子(20)的端部(22)的孔洞(H)，对中件(30)基本上是在所说的壳体(11)和零件(P)之间，当所说的零件(P)和壳体(11)被推到一起时，对中件(30)可从暂时位置移动到最终位置。
10、按照前述任一项权利要求的连接器，其中所说的对中件(30)基本上是平面的。
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