专利名称：电路板安装用连接器的紧固装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上讲是涉及电路板安装用电连接器，更具体地讲是涉及一种用于将电连接器固装至电路板的改进装置。
美国专利5228870公开了一种用于将电连接器固定至电路板的结构，此结构包括一个平板状的带倒刺的固定装置，此装置安装于电连接器组件的装配部分的一个凹口内。这种带倒刺的固定装置适于插入电路板上的适当对准的容腔中，从而将电连接器组件固装至电路板。电连接器的凹口形成有一内壁，用于限制固定装置的插入程度。在此凹口内壁上还设有深度补偿突头，用以保证固定装置相对于电连接器组件的合理取向和定位。
作为另一个例子，美国专利5184963公开了一种包括用于将电接头保持于封闭空间的壳体的电连接器组件。此壳体包括通过连接的承载部分与接头整体地形成的对准柱，从而从空间上将接头位置和对准柱的位置联系在一起。对准柱包括适于容纳紧固件的槽。紧固件装于槽中并包括外伸的倒刺，以便将对准柱(并因此将壳体)锁定至电路板上。
作为又一例子，美国专利5171165公开了一种电连接器组件，此组件包括用于将其紧固至电路板上的弹性紧固装置。此紧固装置包括一个水平基体和一对分离开的臂，这对臂从基体相对侧平行地以直角上弯。从基体上向下伸出一对脚，这对脚相互分离，并沿基体的长缘以直角下弯。脚包括用于与电路板中的孔边缘相配合的侧突头。向外弯折的止位脚用于与电连接器的绝缘壳体中的容纳孔的边缘配合。位于容纳孔中的台肩适于以配接方式将止位脚定位。
作为再一个例子，美国专利5154634公开了一种电连接器组件，它包括用于将此组件固装至电路板上的固定装置。此固定装置包括一个U形导引端，此端具有一对相邻设置的腿部。U形导引端适于被容纳在电路板的孔中。腿部延伸至自由端，并界定了一个适于由连接器壳体内的凹口接收的固位部分。凹口包括具有导引配合位置的中心壁部分。导引配合位置与腿联合，将此装置保持于壳体内。当腿插入壳体凹口中，且此装置的U形导引端插入电路板孔中时，弹性装置上的突头压触孔壁表面，因此又促使U形导引端的腿相互内移。结果，凹口中的腿部绕导引配合位置转动，从而使固位部分更紧密地与凹口壁配合。这种作用驱使U形部分外扩，从而将电连接器组件固装至电路板上。
美国专利4681389也是一个例子，它公开了一种用于将电连接器装至电路板上的锁销。此锁销由弹性材料构成。它包括一个上横臂和一对从上横臂中心向下延伸的分立长中心腿。此锁销还包括一对沿中心腿外侧从上横臂向下延伸的分立短侧腿。中心腿适于插入连接器上形成的开口中。中心腿从连接器的上表面侧插入开口，以便伸至其下侧之下相当大的距离。中心腿下端形成有适于与电路板中的开口的边缘相配合的侧向突头。侧腿下端形成有适于与连接器的开口边缘上形成的台肩相配合的侧向突头。
本发明提供了一种改进的紧固装置，该装置适于将电连接组件固装至电路板。用于本发明的电连接器组件包括一个绝缘壳体，此壳体具有多个适于容纳多个相应电接头的容腔。绝缘壳体还包括至少一个适于容纳新颖的紧固装置的容腔。
根据本发明形成的紧固装置的一个实施例包括具有厚度的一个整体平坦状结构。紧固装置的此实施例包括一个上部，上部具有两个外伸的挡块，挡块适于与容腔的内部弹性配合。从上部按分离方式向下伸出两个腿。每个腿具有至少一个外突的倒刺，倒刺的尺寸适于使其与电路板中的相应孔的侧壁配合。在每个腿的外缘上设有止位翼。每一止位翼包括一个向上且向外伸出的梁，梁的尺寸适于(i)在紧固装置插入容腔的过程中，梁弹性内偏，和(ii)一旦挡块已与上述的容腔内部弹性配合，梁弹性外偏，从而使紧固装置固装至绝缘壳体上。在一优选实施例中，每一挡块包括一个从其外端伸出的端头。每一端头的尺寸和形状适于其与上述的容腔内部弹性配合。
本发明的一个目的是要提供一种适于与电路板安装用电连接器组件联用的改进的紧固装置。
本发明的另一目的是要提供一种改进的互连系统。
本发明的再一目的是要提供一种用于将电连接器固装至电路板的方法。
本发明的特征在于，紧固装置具有整体平坦的结构和均匀的厚度，它弹性地卡位于绝缘壳体的侧缘中。
下面参照附图以举例方式描述本发明的优选实施例，附图中
图1是根据本发明形成的电连接器组件的侧视图；图2是图1所示的电连接器组件的平面图3是用于形成图1和2所示的电连接器组件的绝缘壳体的平面图；图4是沿图3中的线4-4截取的用于容纳紧固装置的容腔的剖面图；图5是根据本发明形成的紧固装置的平面图；图6是沿图5中的线5-5获取的紧固装置的侧视图；图7是一个侧视图，其中部分为剖视图，部分为虚线图，它示出在紧固装置刚要装入绝缘壳体之前，紧固装置被置于其容腔之上的状态；图8是一侧视图，其中部分为剖视图，部分为虚线图，它示出紧固装置部分插入其容腔时的状态；图9是一侧视图，其中部分为剖视图，部分为虚线图，它示出紧固装置完全插入其容腔和电路板时的状态。
首先参照图1和2，根据本发明形成的电路板安装用电连接器组件1包括一个绝缘壳体5、多个电接头10以及一对紧固装置15。
现在更具体地参照图1-3，绝缘壳体5包括顶部7、底部9、多个电接头容腔11(图3)以及一对侧缘13。电接头容腔11穿过绝缘壳体5延伸，而使顶部7和底部9之间连通。每一电接头容腔11适于接纳一个电接头10。
电接头10为本领域公知类型的电接头，以便与要成对配合的电连接器组件中设置的相应电接头进行电和机械配接。因此，可以认为电接头10一般包括接触配合部分16(图2)和端部17(图1)。接触配合部分16通常设置在绝缘壳体5的顶部7内，以便能够与成对配合的电连接器组件(未示出)的相应部分配合。端部17从绝缘壳体5的底部9向外延伸，并适于按本领域公知的方法与电路板进行电和机械互连。有关电接头10的其它细节可参见在此引作参考的美国专利5037334和4808125。
下面参照图1-4，两个侧缘13横向设置在绝缘壳体5上。每一侧缘13包括顶表面20、底表面32、电路板支脚24、以及适于容纳紧固装置15的容腔26。此外，一个侧缘还包括一极柱28(图1和4)，此极柱从绝缘壳体5的底部9向下延伸。极柱28的尺寸和形状被作成适合与电路板31(图9)中的相应孔(未示出)配合。极柱28提供了电连接器组件1在电路板31上的优选取向。电路板支脚24从底表面22向下延伸，并适于在连接器的绝缘壳体5和电路板的顶表面35之间提供间隙(图9)，此间隙容许在波焊过程中除去焊剂(fluxes)。
这里所用的术语“容腔”是指在绝缘壳体中形成的空隙以及界定此空隙的周围内部结构。
现在参照图3和4，容腔26穿过每一侧缘13延伸，而使顶表面20和底表面22之间连通。每一容腔26包括上部32、下部34和两个台肩36。上部32呈矩形，并从顶表面20向下延伸至侧缘13中。下部34也呈矩形，并从底表面22向上延伸至侧缘13中。上部32和下部34各自具有的深度仅稍大于紧固装置15的厚度。
台肩36在上部32和下部34之间相对设置。每一台肩36包括上表面40、下表面42、内表面44和斜表面46。台肩36从每一侧壁38向内伸入容腔26中，这样内表面44相互隔开面对设置。在台肩36的两个相面对的内表面44之间界定了一个间隙。斜表面46相对于内表面44有一定角度，以减小将紧固装置15插入容腔26所需的力。
在一优选实施例中，绝缘壳体5可由具备固有弹性的各种聚合材料形成，例如聚酯。
下面参照图5和6，紧固装置15通常包括上部52和一对腿54。如图6所示，紧固装置15具有整体平坦的结构和一致的厚度。
更具体地讲，上部52包括中心部分55、两个接块56、凸台57、两个侧缘58和两个斜缘59。中心部分55的尺寸这样设定两侧缘58之间的距离小于台肩36的内表面44之间隙的宽度。斜缘59设在侧缘58底部。斜缘59相对于侧缘58成一定角度，以便正如后面将详述的那样，在紧固装置15插入容腔26的过程中提供容纳腿54的部分的空间。
挡块56从上部52的顶部向外伸出，并包括上缘62、弯曲的下缘64和外缘66。每一上缘62在上部52的每侧延伸于每一外缘66和凸台57之间。挡块56伸过侧缘58，以便上部52的外缘66之间的有效宽度小于容腔26的上部32的宽度，但大于台肩36的内表面44之间隙的宽度。圆端头68从挡块56向下延伸，它由弯曲的下缘64和外缘66的交连部分界定。正如后面将详述的，当紧固装置15完全插入容腔26时，每一端头68适于弹性地触压各台肩36的上表面40。
上伸的凸台57居中地设在上缘62上。凸台57是在将紧固装置15从承载带上切下时形成的。正如下面将详述的，在紧固装置15插入绝缘壳体5的过程中，凸台57适于由一插装工具(未示出)配合。
每个腿54包括止位翼70、至少一个倒刺72和端部74。腿54以发散方式从中心部分55向下延伸。在这种结构中，端部74隔开的距离足以能(i)使两腿54与容腔26的台肩36弹性地配合，以便容易地穿过内表面44之间隙；和(ii)在脚54和电路板孔30(图9)的内表面33之间提供压配合。
止位翼70由在由上部52和腿54限定的平面中向上和外伸出的悬臂梁构成。止位翼70包括外缘77、内缘78、顶缘79和顶端80。缘77和78大致相互平行地设置。顶缘79在其与外缘77交连处形成一锐角，而在其与内缘78交连处形成一钝角。在一优选实施例中，顶缘79(相对于缘77和78)如此取向，即，正如下面将详述的，当紧固装置15置于容腔26中时(图9)，它基本平行于台肩36的下表面42。止位翼70在沿腿54的预定位置处固定至外缘76，以使挡块56的端头68与止位翼70的顶缘79之间的距离稍小于台肩36的上表面40与下表面42之间的距离(图4、5和9)。每一止位翼70的尺寸及其在外缘76上的位置如此设定，即，正如后面将详述的，在紧固装置15插入容腔26的过程中，它能弹性地内弯。
至少一个倒刺72设在每一腿54的外缘76上止位翼70下方，并邻近端部74。倒刺72适于固定地啮合电路板31的内表面33(图9)。在本发明的一优选实施例中，可邻近每一腿54的端部74设置2或3个倒刺。
端部74包括斜外缘82、钝端头86和防过应力缘88。斜外缘82适于减小为将腿54插入电路板孔30所需的插入力。钝端头86适于防止电路板表面35的划伤，并有利于端部74插入电路板孔30中(图9)。防过应力缘88形成端部74的内缘。防过应力缘88沿端部74向内伸出，以限制在插入电路板孔30的过程中腿54产生的总偏移。
在一优选实施例中，紧固装置15具有矩形的截面(图6)，并可由弹性处理的金属带平冲形成。紧固装置15可带有锡或锡-铅电镀表层。
参照图7-9，紧固装置15以下述方式装配至绝缘壳体5上。
首先，紧固装置15相对于容腔26如此取向，即，使端部74位于台肩36之间。然后采用插装工具(未示出)将紧固装置15推入容腔26。更具体地讲，插装工具推压于凸台57上，驱动端部74穿过台肩36之间的间隙。此时，随着紧固装置15穿过内表面44之间的间隙，倒刺72可能部分地啮合台肩36。如图8中所示，一旦端部74处于容腔26的下部34内，止位翼70的外缘77会接触台肩36的斜表面46。
继续参照图8，随着紧固装置15继续向下移入容腔26及外缘77触压斜表面46，止位翼70弹性地向内偏折。此时，翼70的顶缘79和顶部80朝中心部分55的斜缘59内移。斜缘59与顶缘79分开一定程度，以便为止位翼70响应于外缘77滑触台肩36的斜表面46而内偏提供空间。按此方式，止位翼70移出台肩36，从而容许紧固装置15完全进入容腔26中。
一旦顶部80通过台肩36的下角(由台肩36的内表面44和下表面42的交连部分界定)，止位翼70弹性地向外偏折，使顶缘79面对下表面42大致平行地定位。同时，挡块56的端头68弹性地触压台肩36的上表面40。端头68与上表面40的弹性(接触)作用为紧固装置15提供了进入容腔26的恰当的附加下移，使得止位翼70的顶部80可以离开台肩36，由此容许止位翼70在下表面42之下向外偏折或“速弹”(snap)。
当止位翼70完全向外偏折后，插装工具就完成了其全部的下移，而凸台57则位于侧缘13的顶表面20之下。一旦这种状态已形成，便可从凸台57上除去插装工具，构成台肩36的材料的弹性与端头68的弹性相结合，使紧固装置15相对于侧缘13向上移动。此时，顶缘79被迫与台肩36的下表面42机械地接触，由此将紧固装置15卡紧于容腔26中。这时，紧固装置15就适当地装配至电连接器1的绝缘壳体5上了。
参照图9，可以理解，顶缘79相对于缘77和78的最佳取向是顶缘79与下表面42间存在最大(接触)截面面积，从而使紧固装置15和台肩36之间的相互作用最强。这种最佳取向是通过如此形成顶缘79实现的当止位翼70已偏过由内表面44和下表面42的交连部分界定的下角时，顶缘79平行于台肩36的下表面42。
此后，电连接器组件1可按以下方式装至电路板31。带有设置于侧缘13中的紧固装置15的电连接器组件1(如图1和2所示)放置在电路板31的顶表面35之上。随后，将电连接器组件1如此移向电路板31的表面使极柱28进入其电路板31中的相应孔。同时，紧固装置15的端部74通过斜外缘82进入电路板31的孔30中。随着斜外缘82与电路板孔30的边缘滑动配合，腿54弹性地向内偏移，并且倒刺72啮合电路板孔30的内表面33。
响应于腿54外移，止位翼70趋于外移，从而进一步配接台肩36的下表面42。当电路板支脚24接触电路板表面35时，电连接器组件1向电路板31的插装就完成了。此时，倒刺72将接触内表面33，从而将紧固装置15及电连接器组件1固装至电路板31。
本发明的优点在于，紧固装置弹性地内偏和外偏而将自身固装于绝缘壳体中的模制容腔内。
权利要求
1.一种紧固装置，适于将电连接器组件固装至电路板，其中所述电连接器组件包括一个内装多个电接头的绝缘壳体，所述绝缘壳体还包括至少一个适于容纳所述紧固装置的容腔，所述紧固装置包括在所述紧固装置上两个向外延伸的挡块(56)，适于弹性地接触所述容腔(28)的内部(40)；和两个腿(54)，以分离方式向下延伸，每一所述腿(54)包括至少一个向外伸出的倒刺(72)，其尺寸适于其接触所述电路板的一个孔的一个侧壁；和一个止位翼(70)，位于所述脚(54)的外缘，所述止位翼(70)包括一个向上且向外伸出的梁，此梁的尺寸适于(i)在所述紧固装置插入所述容腔(26)的过程中，梁弹性内移，和(ii)一旦所述挡块(56)弹性地接触所述容腔(26)的所述内部(40)，梁弹性外移，从而使所述紧固装置紧固至所述绝缘壳体上。
2.根据权利要求1的紧固装置，其特征在于每一所述挡块(56)包括一个从其外端伸出的端头(80)，所述端头(80)的尺寸适于其弹性接触所述容腔(26)的内部。
3.根据权利要求2的紧固装置，其特征在于紧固装置为具有均匀厚度的整体平坦的结构。
4.根据权利要求3的紧固装置，其特征在于所述容腔(26)包括两个相对面对的内置台肩(36)，每一所述台肩(36)具有分离的上表面(40)和下表面(42)，并且其中所述翼(70)包括一个平行地面对一相应台肩(36)的所述下表面(42)设置的顶缘，以接触所述容腔(26)中的所述台肩(36)。
5.根据权利要求4的紧固装置，其特征在于每一所述翼(70)之所述顶缘与所述挡块(56)之每一所述端头(80)的间距小于相应台肩(36)的所述上表面(40)和所述下表面(42)之间的距离。
6.根据权利要求5的紧固装置，其特征在于，当所述腿(54)插入所述电路板中的孔时，所述翼(70)受所述腿(54)的内偏的影响。
7.根据权利要求6的紧固装置，其特征在于所述腿(54)构成两个以发散方式下伸的悬梁，以在所述电路板孔中提供压配合。
8.根据权利要求7的紧固装置，其特征在于每一所述腿(54)包括至少一个设在其外缘上的倒刺(72)，所述的至少一个倒刺72适于紧密接触所述电路板中的所述孔的内表面。
全文摘要
一种改进的紧固装置，用于将电连接器组件固装至电路板，该装置包括一绝缘壳体，后者具有至少一个适于容纳改进的紧固装置的容腔。该紧固装置包括两个用以接触容腔的内部的外伸挡块、两个下伸的腿和位于每个腿上的止位翼，每一止位翼包括一个向上且向外伸出的梁，其尺寸适于(i)在紧固装置插入容腔的过程中，梁弹性内偏，和(ii)一旦挡块在容腔中弹性配合，梁弹性外偏，从而使紧固装置紧装在至绝缘壳体上。
文档编号H01R12/32GK1135668SQ9512112
公开日1996年11月13日 申请日期1995年12月21日 优先权日1994年12月22日
发明者T·M·斯潘格勒 申请人:惠特克公司