一种鱼眼端子及鱼眼端子的设计方法与流程

本发明涉及连接器领域，特别涉及一种鱼眼端子及鱼眼端子的设计方法。

背景技术：

在电子连接器领域，鱼眼端子的应用越来越广泛，其拥有插入力小、免焊接、工序短、抗振动、可公差补偿和对印刷电路板板孔破坏小等特点。市场上存在不同的鱼眼端子设计，已应用的鱼眼端子设计都已经被国际上大公司进行了专利保护。另外，由于现有鱼眼端子插入板孔后，都是“单峰值接触压力区”的接触形式，想用端子的一段接触板孔的孔壁，但插入板孔后，板孔会因鱼眼端子的插入产生形成，导致鱼眼端子与板孔的内部无法完全接触，使得即便已应用的鱼眼端子中依然存在振动下接触不稳定、接触电阻大等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种鱼眼端子及鱼眼端子的设计方法，与电路板板孔的接触面积大，在震动下接触稳定，且接触电阻小。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种鱼眼端子，用于插接入电路板的板孔中，所述鱼眼端子沿长度方向上依次设置有：引导结构、顺应结构和端头结构，所述鱼眼端子以带有所述引导结构的一端插入所述板孔，至所述顺应结构完全进入所述板孔完成插接；

所述顺应结构包括：靠近所述引导结构的下侧最大宽度部、靠近所述端头结构的上侧最大宽度部、连接在所述上侧最大宽度部与所述下侧最大宽度部之间的第一弧形连接部，所述上侧最大宽度部的宽度小于所述下侧最大宽度部的宽度；

所述鱼眼端子插接入所述板孔内后，所述下侧最大宽度部、所述第一弧形连接部、所述上侧最大宽度部均与所述板孔的内壁贴合。

本发明还提供了一种鱼眼端子的设计方法，包括如下步骤：

端子与印刷电路板的有限元建模；

所述鱼眼端子的插入力和拔出力；

根据所述插入力和拔出力计算所述电路板板孔的变形程度和接触应力，得出所述鱼眼端子和和所述电路板板孔内壁的接触面积；

判断所述鱼眼端子和和所述电路板板孔内壁的接触面积是否大于预设值；

若结果为否，根据所述电路孔板孔的变形程度、接触应力和与所述鱼眼端子的接触面积调整所述鱼眼端子的尺寸；

回到步骤：对鱼眼端子与印刷电路板的有限元建模；

若结果为是，则输出鱼眼端子的尺寸。

本发明实施方式相对于现有技术而言，鱼眼端子插入板孔后，下侧最大宽度部将板孔的内壁撑开，板孔的内壁发生形变，在下侧最大宽度部的上方，板孔的内壁朝相互靠近的方向弯曲，至上侧最大宽度部与板孔的内壁相抵，同时板孔的内壁在上侧最大宽度部与下侧最大宽度部之间的部分与第一弧形连接部相抵，即顺应结构中的上侧最大宽度部与下侧最大宽度部之间的部分均与板孔的内壁相接触，相较于现有技术中的“单峰值接触压力区”，本实施方式中的鱼眼端子有一段结构均与板孔的内壁贴合，接触面积大大提高，大大提升了鱼眼端子与板孔连接结构的接触稳定性和抗震稳定性、并大大降低了鱼眼端子与板孔连接结构的电阻，增大了载流量，优化了两者的连接。

另外，所述引导结构的最大宽度小于所述下侧最大宽度部的宽度，所述下侧最大宽度部与所述引导结构之间设有第二弧形连接部；所述鱼眼端子插接入所述板孔内后，所述第二弧形连接部与所述板孔的内壁贴合。

另外，所述下侧最大宽度部、所述第一弧形连接部、所述上侧最大宽度部上均设置有圆角。

另外，所述引导结构具有：垂直于所述长度的平分线，所述平分线将所述引导结构分为两段等长的段体，所述下侧最大宽度部和所述上侧最大宽度部分别设在所述平分线的两侧。

另外，所述引导结构上设有导入角，所述导入角大于等于10°小于等于40°。

另外，步骤：根据所述插入力计算所述电路板板孔的变形程度和接触应力，得出所述鱼眼端子和和所述电路板板孔内壁的接触面积之后，还包括如下步骤：

输入所述鱼眼端子的拔出力；

根据所述拔出力计算所述电路板的变形程度。

另外，在步骤：对鱼眼端子与印刷电路板的有限元建模之后，还包括如下步骤：

输入所述鱼眼端子和所述电路板板孔的公差。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是的鱼眼端子的正视图；

图2是鱼眼仔插入板孔后的结构示意图；

图3是鱼眼端子的斜视图；

图4是鱼眼端子的设计方法的流程图。

其中：1、引导结构；2、顺应结构；3、端头结构；11、导入角；21、下侧最大宽度部；22、上侧最大宽度部；23、第一弧形连接部；24、第二弧形连接部；31、连接肩部；4、电路板；41、板孔；5、圆角；6、平分线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明的实施方式提供了一种鱼眼端子，用于插入电路板4的板孔41，进行电路连接。

如图1至图3所示，鱼眼端子呈长条型设置，沿长度方向上依次设置有：引导结构1、顺应结构2和端头结构3，鱼眼端子以带有引导结构1的一端插入板孔41，至顺应结构2完全进入板孔41后完成鱼眼端子的插接。鱼眼端子的引导结构1与板孔41的内壁相接触，在鱼眼端子的电阻固定的情况下，引导结构1与板孔41的接触面积越大，两者之间的电阻越小，且连接越稳定。

本实施方式中的鱼眼端子的尺寸，通过理论建模进行设计，首先进行鱼眼端子和电路板4的有限元建模，可以使用cae或solidworks等工具进行建模，初始建模尺寸可以选择行业标准尺寸，建模内容为插入电路板板孔41的鱼眼端子，通过有限元建模来模拟鱼眼端子插入电路板板孔41后的情况，及时调整鱼眼端子尺寸，使鱼眼端子可设计获得最佳尺寸，是一种成本低，回报高的方法。建模完成后，输入鱼眼端子的插入力和拔出力，具体地，插入力为将鱼眼端子插入板孔41内的作用力，拔出力为将鱼眼端子拔除所需要的作用力，输入鱼眼端子的插入力和拔出力之后，电路板4模型的板孔41会发生形变，鱼眼端子的顺应结构2与电路板板孔41的内壁接触，在有限元模型内可以清楚看到鱼眼端子与电路板板孔41接触的情况，根据接触情况对鱼眼端子的尺寸进行更改，至鱼眼端子与板孔41内壁的接触面积最大。

其中，顺应结构2具有：靠近引导结构1的下侧最大宽度部21、靠近端头结构3的上侧最大宽度部22，其中下侧最大宽度部21的宽度为引导结构1中宽度最大的部分，可以稳定的与板孔41的内壁相抵；下侧最大宽度部21的宽度大于板孔41的内径，鱼眼端子插入板孔41后，下侧最大宽度部21会将与板孔41对应的部分撑开，使板孔41内壁发生弯曲形变，板孔41的内壁在与下侧最大宽度部21对应的部分宽度最大，其上侧和下侧均弯曲。上侧最大宽度部22的宽度小于下侧最大宽度部21的宽度，上侧最大宽度部22与下侧最大宽度部21支架内形成第一弧形连接部23，在经过模拟和计算后，当鱼眼端子插入板孔41内后，下侧最大宽度部21将板孔41的内壁撑开，板孔41的内壁发生形变，在下侧最大宽度部21的上方，板孔41的内壁朝相互靠近的方向弯曲，至上侧最大宽度部22与板孔41的内壁相抵，同时板孔41的内壁在上侧最大宽度部22与下侧最大宽度部21之间的部分与第一弧形连接部23相抵，即顺应结构2中的上侧最大宽度部22与下侧最大宽度部21之间的部分均与板孔41的内壁相接触，相较于现有技术中的“单峰值接触压力区”，本实施方式中的鱼眼端子中上侧最大宽度部22与下侧最大宽度部21之间的一段结构均与板孔41的内壁贴合，接触面积大大提高，大大提升了鱼眼端子与板孔41连接结构的接触稳定性和抗震稳定性、并大大降低了鱼眼端子与板孔41连接结构的电阻，增大了载流量，优化了两者的连接。

顺应结构2在上侧最大宽度部22的部分依然弯曲延伸，弯曲的弧度方向与第一弧形连接部23相同，顺应结构2在顶端的宽度最小。上侧最大宽度部22与电路板板孔41内壁接触，会造成板孔41上侧最大宽度部22上侧的部分也会发生形变，可能有部分与顺应结构2在上侧最大宽度部22的部分接触，进一步增大鱼眼端子与板孔41内壁的接触面积；同时顺应结构2顶端宽度较小方便鱼眼端子的拔出。端头结构3的下端具有：连接肩部31，连接肩部31与顺应结构2的顶端之间通过弧形段连接，连接肩部31的最大宽度大于板孔41的宽度以及下侧最大宽度部21的宽度，无法进入板孔41内，起到插入限位作用。

由上可知，在有限元建模中，通过改变鱼眼端子的尺寸，使上侧最大宽度部22、下侧最大宽度部21以及第一弧形连接部23均与板孔41的内壁相抵时，为适合插接该电路板4的板孔41的鱼眼端子尺寸，该尺寸的鱼眼端子的顺应结构2可以与板孔41的内壁接触面积最大，提升鱼眼端子与电路板4的的接触稳定性、增大载流量、减小接触电阻和提升抗振性。

另外值得注意的是，下侧最大宽度部21的宽度大于引导结构1的最大宽度，在下侧最大宽度与板孔41的内壁接触后，板孔41内壁位于下侧最大宽度部21的部分在向下延伸时，朝相互靠近的方向变形。本实施方式中，下侧最大宽度部21与引导结构1之间设有第二弧形连接部24，第二弧形连接部24上端的宽度大于下端，鱼眼端子插入板孔41后，下侧最大宽度部21下方的第二弧形连接部24仍有部分可以与板孔41的内壁相接触，进一步地增加顺应结构2与板孔41内壁的接触面积。当然，第二弧形连接部24无需与板孔41内壁完全贴合，贴合一部分实现增大顺应结构2与板孔41内壁的接触面积的效果即可。

在鱼眼端子插入板孔41后，板孔41的内壁不仅会在竖直方向上发生形变，由于板体扁平设置，板孔41的内壁在水平方向上也会发生一定形变，为了进一步地增大鱼眼端子与板孔41内壁的接触面积，本实施方式中的下侧最大宽度部21、所述第一弧形连接部23、所述上侧最大宽度部22上均设置有圆角5，圆角5部分可以与板孔41内壁更好的贴合，进一步地增加鱼眼端子与板孔41内壁的接触面积。

另外，当鱼眼端子插入板孔41后，下侧最大宽度部21靠近板孔41的底端，上侧最大宽度部22靠近板孔41的顶端，所述引导结构1具有：垂直于所述长度的平分线6，所述平分线6将所述引导结构1分为两段等长的段体，当然平分线6并非真实存在，仅为设计时的一个参照，所述下侧最大宽度部21和所述上侧最大宽度部22分别设在所述平分线6的两侧。其中下侧最大宽度部21与平分线6的距离更近，当然，在其他实施方式中，上侧最大宽度的与平分线6之间的距离也可以更近，本实施方式中不做具体限定。上侧最大宽度与下侧最大宽度如此设置可以最大的合理化鱼眼端子的整体结构。

鱼眼端子在顺应结构2上开设有连接孔，可供连接线穿过连接。同时为了方便鱼眼端子的插入，导入结构的端部设有导入角11，导入角11大于等于10°小于等于40°，通过实验可知，该角度的范围内的导入角11可以最大限度的方便鱼眼端子的插入。

本实施方式中的鱼眼端子，通过上侧最大宽度部22、下侧最大宽度部21和第一弧形连接部23的设置，可以最大化鱼眼端子与板孔41的接触面积，提升鱼眼端子与电路板4的的接触稳定性、增大载流量、减小接触电阻和提升抗振性。

本发明的第二实施方式提供了一种鱼眼端子的设计方法，包括如下步骤：

110、对鱼眼端子与印刷电路板的有限元建模；可以使用cae或solidworks等工具进行建模，初始建模尺寸可以选择行业标准尺寸，建模内容为插入电路板板孔的鱼眼端子，鱼眼仔和电路板板孔的材质也可以为多种，可以对每种材料分别进行试验计算。通过有限元建模来模拟鱼眼端子插入电路板板孔后的情况，及时调整鱼眼端子尺寸，使鱼眼端子可设计获得最佳尺寸，是一种成本低，回报高的设计方案。

120、输入所述鱼眼端子的插入力和拔出力；具体地，插入力为将鱼眼端子插入板孔内的作用力，拔出力为将鱼眼端子拔除所需要的作用力，输入鱼眼端子的插入力和拔出力之后，软件会根据插入力和拔出力进行模拟计算。

130、根据所述插入力和拔出力计算所述电路板板孔的变形程度和接触应力，得出所述鱼眼端子和和所述电路板板孔内壁的接触面积；模拟计算中，电路板模型的板孔会发生形变，鱼眼端子的顺应结构与电路板板孔的内壁接触，在有限元模型内可以清楚得出鱼眼端子与电路板板孔接触面积、接触应力等数据。

140、判断所述鱼眼端子和和所述电路板板孔内壁的接触面积是否大于预设值；鱼眼单子与电路板板孔内壁的接触面积越大，两者之间的接触稳定性和抗震性越好，电阻越低。预设值为两者接触面积达到一定值，可以满足实际应用需求。在所述鱼眼端子和和所述电路板板孔内壁的接触面积大于预设值时，表示鱼眼端子的尺寸合格。若小于或等于预设值，则不合格。

若结果为否，则执行步骤150、根据所述电路孔板孔的变形程度、接触应力和与所述鱼眼端子的接触面积调整所述鱼眼端子的尺寸；根据上述得出的数据，调整鱼眼端子的尺寸，如，上侧最大宽度区未与板孔的内壁完全接触，可以适当增大上侧最大宽度区的尺寸等，具体为调整顺应结构的尺寸。

回到步骤：110、对鱼眼端子与印刷电路板的有限元建模；重新进行建模测试，直至鱼眼端子的尺寸使鱼眼端子与电路板板孔的接触面积大于预设值。

若结果为是，则执行步骤160、输出鱼眼端子的尺寸。

在步骤：110、对鱼眼端子与印刷电路板的有限元建模之后，还包括如下步骤：

111、输入所述鱼眼端子和所述电路板板孔的公差。实际应用中，每个零件都有公差，有限元建模可以根据尺寸和公差进行计算，提升计算准确性。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。