CN1110014A - 具有柔性管脚部分的电接头 - Google Patents

Abstract

一种电接头(10)，包括从主体部(12)伸出的触头 部(14)和从主体部伸出而可插入电路板插孔(20)的 管脚部(16)。该管脚部(16)由一对相间距的相对腿 (30)构成，腿上有柔性部(42)，该柔性部包括一对由 槽口(50)隔开的弧形梁(48)，两弧形梁在外边缘(54) 处的直径大于插孔直径。插入时两弧形梁(48)被压 紧在一起，从而在第一方向上产生一个力，两条腿也 被压在一起，产生与第一方向垂直的力。

Description

本发明涉及一种电接头，特别涉及具有插入在电路板插孔中的管脚部分的接头。

在电路插接件技术中，已知有多种接头，它们固定在插接件壳体中，每一接头包括一触头部分和一细长部分，该触头部分露出在该插接件的配合面处，与一相配的插接件的互配接头配合，该细长部分伸出在壳体另一端的安装面上，在把该插接件装在电路板上时用来插入电路板的相应插孔中。插好后，这类细长部分或管脚部分通常焊接到涂在插孔侧壁上的导电材料上或焊接到插孔开口周围处的环形垫片上，从而与电路板各电路形成电连接。

已知这类管脚部分的结构是这样的，其插入在插孔中的那部分是可压缩的弹簧体，全部插入后发生紧密配合，确保管脚与插孔涂层材料直接发生啮合，从而形成不漏气的电连接。这类弹簧件在进行焊接前还作为夹持装置把插接件牢固连结到电路板上，从而无需使用夹子或其它工具。

美国专利No.3，634，819公开了一种这样的柔性管脚件。管脚件的几个不同实施例的共同原理是都包括一对或多个互相间距的腿件，从而形成该管脚的一部分，该部分的有效直径大于该部分要插入的电路板插孔的直径。插入后，相间距的各腿件在足够大的弹性压缩下被插孔孔壁互相压紧，而该部分在插入后也不断对插孔孔壁向外施加弹力。该腿件这样制成，把原为圆形的毛坯压平后在其上冲出细长形槽或在原来扁平的毛坯上冲出细长形槽。所公开的另一种腿件这样制成，冲压原为扁平的毛坯，形成与上下端部连成一体的两条腿或三条腿，然后慢慢地把腿弯出毛坯平面，接着把冲成的半成品卷成圆柱形，使得弯曲的腿沿径向向外伸出，而在插入插孔中时能沿径向向里压缩。类似的柔性管脚件可在美国专利Nos.4，655，518、4，824，380和5，106，328中见到。

美国专利No.3，400，358公开了另一种柔性管脚件，其中，一对向外弯曲的半段导线在两端焊接在一起，从而使外弯部分可插入共同的插孔中。两导线的接触面至少在端部压平，以利于焊接。

此外，已知美国专利No.5，004，426提供了一对互相邻近的平面结构形触头，它具有相邻的管脚件用来插入共同的电路板插孔，并在另一端具有相邻的音叉形触头部分用来与共同的互配触头件相配，从而在电路板到互配触头之间提供充裕的电路通路。该柔性管脚件包括柔性部分，它们在插入插孔时可压缩，该插孔内涂有焊料。

美国专利No.4，186，982公开了一种形成在原先横截面为圆形、正方形或长方形的实心管脚部分上的柔性管脚件。在该管脚部分用正方形毛坯制成的一实施例中，先以一定长度在该方形毛坯上剪出轴向伸展的切口以形成一对腿部，然后把剪出的两腿部沿着剪切平面横向拉开。当分开的两腿插入电路板插孔中时，由于分开两腿在对角线上相对的腿角抵紧住插孔孔壁，因此分开的两腿沿着剪切平面相互压靠，从而剪切出的接触表面受到一很大的与剪切平面垂直的分力，这就使得脚部在插孔孔壁上施加很大的弹簧一样的力。该力的大小足以在涂层材料上形成不漏气的永久连接而不需再焊接也能与电路板形成自足的机械和电气连接。

美国专利Nos.3，997，237和4，066，326公开了一种包括形成在两剪切平面中的三个腿或鳍板的触头，它们在插入插孔时被互相压拢。在美国专利No.4，230，384中，一柔性管脚接头如下做成，在扁平毛坯上切出一定长度的轴向切口形成一对腿，然后以相反方向卷曲两腿而形成两扭曲件，它们在插入插孔时发生转动而互相压拢，从而与插孔形成抵靠配合。

在美国No.4，684，203中一分立件安装到接头的管脚部上。该分立件固定到管脚上，它包括一对同时伸出在管脚长度方向上的、具有弧形截面的、向外弯曲的对置弹簧臂，它们在插入插孔时被压紧到位于它们之间的、也是具有扁平横截面的管脚部上，从而在插孔孔壁上产生很大的向外弹力。

还已知美国专利No.4，780，958提供了一种触头，它用厚度均匀的扁平毛坯冲制后卷成管状，从而形成管状结构柔性管脚插入电路板插孔，其中，露出的触头部包括伸出在电路板上用来包卷导线的一接线柱。

某些触头在与可插进电路板插孔中的管脚部相对的一端设有插座触头部。这类插座触头部可以是配置在接线柱或管脚插入区四周的四个弹簧臂，其四边与互配触头件的接线柱啮合，这种结构是先用金属条冲压成半成品，然后把该半成品弯制成盒状，该金属条必须较薄，以便于制作。管脚部必须用比用来制作插座部的材料厚的材料制成，因此该金属条通常切成厚度非常不同的两半，插座的一半的厚度通常为（比方说）0.0040英寸左右，管脚部一半的厚度通常为（比方说）0.025英寸左右。

因此，本发明的目的是提供一种其一端为插座部、另一端为可插入插孔的柔性管脚部的接头，而且它用厚度一致的金属条制成。

并且，所提供的这种插头最好其插入力不太大，但却在插入后产生足够大的夹持力而不需焊接就能确保与插孔涂层材料的电连接，从而无需焊上焊下就能更换触头。

根据本发明，这种电接头的一端为触头部，另一端可为插入电路板插孔的管脚部，管脚部上有一柔性部，插入时被压缩而产生与插孔的配合力，触头部与管脚部之间为主体部，主体部至少有两个相间距的相对侧边部，该管脚部由两条从主体部两相对侧边部上大体同时伸出的两腿构成，每条腿大体为平面状，包括一把腿部连接到主体部相应侧边部上的过渡部，该两过渡部至少在主体部处相隔开，沿着过渡部伸展的柔性管脚部具有一对为一槽口隔开并与自由端相间距的弧形梁，此对梁的两个最外端边缘之间的距离大于管脚部所要插入的电路板插孔的直径，由两腿构成的柔性管脚部互相相对并且在插入插孔前相间距，从而每条腿的两条弧形梁在槽口处可压缩在一起，因弧形梁的外端边缘接靠孔壁而在第一方向上产生朝向插孔孔壁的弹性偏置力，相距的两过渡部使两腿的柔性管脚部互相压紧，从而在与第一方向垂直的第二方向上产生抵抗这一压紧的弹性偏置力。

根据本发明的这种电接头，最好是两过渡部从主体部的相对两侧边部以一定角度相互靠近。

本发明提供一种触头接头，其一端为触头部分，用来与一相配接头的互配触头部相配，例如在插接件插接时以配合面相配，它还包括伸出在插接件安装面上可插入电路板插孔的管脚部。该接头用厚度一致的扁平毛坯冲压成半成品，包括主体部和一对都从主体部伸出的相间距的腿，接着使毛坯的两腿相对而形成接头，同时把主体部做成正方形。

起先在冲压腿时，使腿包括一具有一定轴向长度的加宽部而形成弧形外边缘，并冲出具有一定轴向长度的成形槽口，从而形成两个在该槽口的两端互相连结、而在槽口中部相间距的梁，该槽口可冲成椭圆形。原先相间距的这对腿在从制成的接头的主体部上伸出，它们的弧形梁位于两平行平面内。该对相间距的弧形梁在其顶角处的最外端边缘形成一比插头插孔直径大的有效直径。在插入插孔时，两腿相互靠近并抵靠，此对弧形梁因其最外端边缘抵靠插孔孔壁而被压扁，从而产生一定量的弹力而夹持在插孔内。

可见，本发明提供了一种用厚度一致的扁平薄毛坯制成的接头，其一端是做成插座结构的触头部，另一端是一具有柔性部的管脚部，用来插入电路板插孔。

并且，这种具有柔性管脚部的接头是用薄金属毛坯制成，具有足够弹性，从而产生夹持力，无需焊接也能确保与插孔内的涂层材料的电连接。

下面结合附图举例说明本发明一实施例。

图1为本发明接头的立体图，其一端是一对同时伸展的相间距腿，用来插入电路板插孔;另一端是可插入相配触头的插座式触头部;

图2为图1接头插入插孔时的柔性管脚部的放大立体图;

图3为图1接头在制成前用扁平毛坯冲成的半成品。

图1表示出接头10，包括主体部12、触头部14和管脚部16，主体部12和触头部14位于绝缘的插接件壳体（未画出）的通道内，使得触头部14的配合面露出而可与相配插接件（未画出）的相应接头的互配触头部发生电连接。触头部14包括具有盒状截面的插座，与插入其中而啮合四个弧形弹簧梁18内表面的管脚件相配。

管脚部16伸出在插接件壳体的安装面上，在该插接件安装到电路板上时插入电路板22的相应插孔20中。管脚部16由一对从主体部12相对两边同时伸出的腿30构成，该对腿以过渡部32连结到主体部12上。横挡部34形成推动面36，只需推动装有接头的壳体（未画出），就能插入接头，无需专用插入工具。连接在横挡部34端部的腿部40最好用具有外凸弧形横截面的轴向肋38加强。腿部40包括柔性部42并终止于自由端46，最好依靠弹性作用从上到下逐渐靠拢，以便于管脚底端插入插孔20。自由端44如图所示做成尖头，进一步便于插入插孔20。

每条腿部40的柔性部42包括一对由图示椭圆形槽口50隔开的微弯弧形梁48，使得每根弧形梁内外边缘52、54相互平行从而梁的横截面面积不变。弧形梁48外边缘的半径约为0.100英寸，而内边缘的半径约为0.088英寸。弧形梁的长度约为0.041英寸，最宽横向尺寸约为0.035英寸，用来插入标称直径约为0.028英寸的相应插孔中。槽口50的最大宽处尺寸约为0.011英寸，长约0.053英寸。两横挡部34相距约0.012英寸，过渡部32长约0.015英寸，在与主体部12相对两边56连接处相距约0.018英寸。具有多个这种接头的插接件每接头的插入力为5至15磅，不用专用工具即可安装插接件，一旦插入插孔，每接头至少形成1到约4磅的夹持力，足以无需焊接即能把该接头机械夹持在插孔中并提供可长期使用的电连接。

从图2可见，在插入插孔20时，腿部40被压拢而抵靠，每个腿部40的两弧形梁48被互相压拢，由于弧形梁48的外缘54抵靠插孔孔壁的涂层材料而沿每一腿部的该对梁48的平面产生一向外的弹力F₁。过渡部32抵抗两腿部40互相靠拢，从而产生与腿部48所成平面垂直的向外弹力F₂。

请参看图3，首先用厚度一致的扁平毛坯冲制成接头10的半成品，其中，该接头的所有部分都在同一平面内。这种扁平毛坯可以是比方说硬度为3/4的铍铜合金，毛坯厚约0.0080英寸，以镍作为基底涂层，然后在接触表面处局部涂金，其余部分薄薄涂金。端部62以第一方向从中间横向部64伸出，两腿66以第二方向从中间横向部64伸出。居中部分68最好以一定方向转出半成品60的平面，从而在完成接头10的制作时形成往里互相靠拢的过渡部32，同时端部56形成半封闭小室。两浮花70最好以相反方向拉出半成品60的平面，从而在完成接头10制作时形成从腿66向外突出的加强肋38。

腿部40的向外主接触面58最好与冲制时用主冲模冲击的毛坯主平面相合，从而使冲制时通常生成的毛刺形成在向里主接触面的边角上而不与插孔20孔壁的涂层材料抵靠。也可在进行接头的通常涂层工艺之前用一般的次道加工除去毛刺。

Claims (9)

1、一种电接头，其一端为触头部，另一端为可插入电路板插孔的管脚部，该管脚部包括插入时可压紧的柔性部，该柔性部在插入时因被压拢而在插孔中产生夹持力，该触头部和管脚部之间为主体部，主体部上至少有两个相间距的相对侧边部，其特征在于：

所述管脚部由两条大体同时从所述主体部的相对侧边部伸展到自由端的腿构成，每条腿大体为平面状，且包括过渡部和柔性管脚部，该过渡部把两腿部连接到所述主体部的侧边部上，以致所述过渡部至少在所述主体部处相间距，该柔性管腿部上有一对由槽口隔开并与所述自由端相间距的弧形梁，并在梁的最外端边缘之间形成一段大于管脚部要插入的电路板插孔的直径，并且

所述两腿的柔性管脚部互相相对并在插入所述插孔之前相间距，

从而每一条腿的两所述弧形梁因其外边缘与所述插孔孔壁抵靠而在所述槽口处紧压在一起而产生以第一方向抵靠所述侧壁的弹力，所述腿的柔性管脚部因被相间距的过渡部压紧到一起而产生一与第一方向垂直的弹力。

2、按权利要求1所述的电接头，其特征在于，每一条所述腿包括一伸展在所述过渡部分与所述腿部之间的横向部，从而形成一条背对所述管脚部的边，使它可被另一部件接靠而把所述接头管脚部压入所述电路板插孔中。

3、按权利要求2所述的电接头，其特征在于，沿着每条所述腿在邻近所述横向部处做出加强肋。

4、按权利要求1所述的电接头，其特征在于，两所述过渡部以一定角度从所述主体部的相对两侧部开始互相靠拢。

5、按权利要求1所述的电接头，其特征在于，所述触头部为一围绕并形成一接线柱插入区的插座部。

6、按权利要求1所述的电接头，其特征在于，所述接头的所有部分的厚度相同，以可用扁平金属毛坯冲制成半成品来制造接头，并在其上冲制出各部分所需形状而做出所述主体部、所述触头部和所述管脚部。

7、一种制造可插入电路板插孔中并夹持在其中而与之发生电连接的电接头的方法，包括如下步骤：

选定一张厚度一致的金属板;

在金属板上冲制出接头半成品，包括中间横向部、以第一方向从该横向部伸出的端部和一对以第二方向从该横向部同时伸出的腿，每一条腿包括一对被一槽口隔开并与该腿自由端相间距的弧形梁，从而在两弧形梁的最外端边缘之间形成一段大于接头要插入的电路板插孔的直径的距离;

把所述端部制成触头部，至少由所述中间横向部形成一实质围成一小室的主体部，从小室两相间距的相对侧部同时伸出所述腿，直到自由端，从而形成可插入电路板插孔的管脚部，使该管脚部的柔性部相间距并相对。

8、按权利要求7所述的方法，还包括下述步骤：冲制出把所述主体部的相对侧边部连接到各腿的居中部，该居中部在完成接头制作后相会聚而形成过渡部。

9、按权利要求7所述的方法，进一步包括如下步骤：沿着所述腿在邻近所述过渡部处做出加强肋。

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