CN1010358B - 印刷电路板连接销 - Google Patents

印刷电路板连接销

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Abstract

印刷电路板连接销有一个安装部分,供将连接销插入印刷电路板孔中用。安装部分有三条在连接销纵向上伸展的腿。至少外腿的两端和连接销实心部分连接。从截面看,中间腿径向向外弯曲,并有向内的部分在两外腿之间。两外腿基本扭曲,达到外腿从中间腿向外倾斜伸出的位置,中间腿的基本全部长度,相对于连接销的纵向轴线,径向向外偏移一个恒定的距离,接触三条腿的圆的圆心,和连接销纵向轴线有一个距离,和中间腿在径向上相对。

Description

本发明有关印刷电路板连接销,其中有一个安装部分,供连接销插入印刷电路板孔中用,该安装部分有三条腿,在连接销的纵向上伸展,至少外腿的两端,和连接销的实心部分连接,中间腿在从截面上观看时,基本全部长度,径向向外偏离连接销的纵向轴线,偏离的距离恒定,其向内斜的部分在两外腿之间。
这种连接销美国专利第4,066,326号中已揭示。这种已知连接销的两外腿,都从中间腿在径向上向相反方向外弯,从截面观看时,接触每一腿外侧的圆的圆心,在连接销纵向轴线上。当把连接销插入一个孔中时,各腿在与连接销对称平面平行的方向上互相靠拢。由于腿至少有一部分退到其原来位置上,大致和连接销纵向一致的力,在腿的端部上作用,这些力造成作用在连接销端部上的力矩,从而把这些端部从原来的直线状态向外旋出。因此,连接销在它插入的孔中,和孔的相对位置,不能准确确定。当用绕线接头和连接销端部连接时,不能把作这接头的工具,和连接销的相应端正确对正,这端部可能弯曲。把一个接线器放在这种连接销排列的端部上时,也会发生这种问题。
此外,销端的旋扭动作可能把端部挤扁,如从截面所见,因而腿和孔之间的接触表面非常小,并且,这接触表面只在孔的插入侧上,印刷电路板在这里的应力最高。
因为连接销腿主要纵向上插入孔中,从孔壁和连接销安装部分上刮下的涂层材料,可能被从孔中推出。这材料可能造成短路。
欧洲专利申请第0,105,044号涉及了上述类型的连接销,试图通过 使外腿的动作不但和连接销的对称平面平行,而且还有扭动,以消除上述缺点。但是,实验证明这种连接销不能如意地克服上述缺点。
美国专利第4,230,384号揭示了一种连接销,其安装部分有两条扭动腿,腿的两端连接连接销的实心部分。这种已知连接销的缺点,是当插入相对小的孔中时,各腿的相向侧互相接触,安装部分不能再变形,以适应小孔的直径。孔小时,很容易造成孔壁上涂层的损坏。并且,用这种已知连接销时,针在孔中的位置,取决于相应孔的直径。由于连接销的实心部分的尺寸一般标准化,这种连接销安装部分的两腿量度固定。实际上,腿的刚性显得比为把连接销放在孔中,提供夹持力所需大很多。因此在印刷电路板中造成不必要的高应力。
本发明的目的,是提出上述类型的连接销,用简单而有效的方法,消除上述的缺点。
为此,本发明的印刷电路板连接销,包括:把连接销装在印刷电路板孔内的一个安装部分,该安装部分有三条腿,在连接销的纵向上伸展,至少外腿的两端与连接销实心部分连接,中间腿从截面看,相对于连接销的纵向轴线径向向外偏移,在其全部长度上,偏移的距离恒定,其向内的部分位于两外腿之间,从截面看,接触三条腿外侧的圆的圆心和连接销纵向轴线有一个距离,其方向在和中间腿位置相反的径向上,其特征在于:所述两外腿扭曲达到的位置,从截面上看,当连接销处在偏移状态时,这些外腿从中间腿向外倾斜,当所述连接销插入印刷电路板孔中而所述中间腿保持在其间时,这些腿依靠与所述印刷电路板孔的接合相互朝内扭曲的设置,所述的外腿的扭曲保持连接销在印刷电路板孔内。
这样制造的连接销,在插进印刷电路板上的一个孔中时,安装部分为适应孔径而变形,主要在于两外腿的扭动,基本上没有一条腿的动作,方向平行于连接销的对称平面。因此,没有连接销纵向上的力,在连接销实心部分上作用,从而连接销端不会旋转到原来位置以外。此外,当 连接销插入孔中时,中间腿几乎可以立刻将其定位,这种定位不受孔径的影响。因为孔径相对小时,两条外腿都可在中间腿周围扭曲,而中间腿可以被在外腿之间向后压,于是孔径可以有相当大的出入。
根据一种理想实施方案所提出,每一外腿和与三腿外侧接触的圆接触的接触点,处在该圆的一条半径上,该半径和连接销的对称平面的夹角大于45°。因此,当连接销插入孔中时,加在每一外腿上的力在其中心的平面的垂直方向的分力很小,所以外腿几乎没有和连接销对称平面平行的动作。
外腿由于扭动而相对于连接销实心部分作变形的部分的长度,最好比中间腿相对于连接销实心部分径向向外弯曲部分的长度大三倍。这样,当插入连接销时,可使在孔壁上的施加力均匀增高,可基本防止对孔壁及其周围的印刷电路板部分的损坏。
下文将参照附图对本发明作进一步解说,图示本发明连接销的一个实施方案。
图1为本发明连接销一个实施方案的视图。
图2为图1连接销安装部分放大比例的前视。
图3为图1连接销安装部分放大比例的侧视。
图4A-4E为图2中之安装部分,其标注为Ⅳ的部分有各高度上的若干剖面。
图5A及5B为图2所示安装部分的腿,在连接销插入印刷电路板孔中后,腿端可能处在的两种位置。
图1所示连接销1,有一个安装部分2,藉以将连接销插入图中未示的印刷电路板上的孔中。孔壁上一般设有铜等的包层,和印刷电路板的一个或多个导电部件通电。
安装部分2的设计方式,是每一孔的直径误差在允许直径误差范围内,一方面可以产生足够的夹持力,另一方面不致使孔的包层和其周围 的印刷电路板部分,有不能允许程度的损坏。
图2及3更详细表示连接销安装部分2的细节,其中包括三个腿部3,4及5,在连接销的纵向上伸展,两端都和连接销的实心部分6连接。也可以把中间腿4的一端,和相应的连接销实心部分6断开。连接销实心部分有大体为矩形的截面,其角部倒为圆角。安装部分2一般包覆一种焊料。
腿3,4及5从连接销1的原为实心的部分上切出,使每一腿也有大致的矩形截面,中间腿4的宽度,比外腿3及5的宽度大相当多。外腿3及5的宽度可根据夹持力作最佳化选择,夹持力主要由腿3及5决定。于是在插连接销时,可以限制印刷电路板上应力的发展。
已经注意到连接销的端部,可以根据销的使用,有不同的制造方式。例如,可以使其一个端部或两个的端部上,作绕线接头,或插座接头。
主要参看图3及4A-4E,外腿3,5大致扭曲到一个位置,从剖面观看,两外腿从中间腿倾斜外伸。中间腿4本身,基本上全部长度都在径向上向外偏,离开连接销1的纵向轴线7有恒定的距离,因此中间腿4的弯曲部分的长度,只是其全长的一分数。图4A-4E还示出,接触腿3,4及5外侧的圆的圆心8,在与中间腿相反的径向上,离开连接销1纵向轴线7一个距离。
通过连接销1的安装部分2的上述结构,可以在插入印刷电路板的孔中时,使安装部分2的变形,主要在于外腿3及5向内旋转,而腿3及5基本上没有平行于连接销1的图4E所示的对称平面的任何活动。中间腿4只有很小程度的弹性弯曲,而不使腿被压塌。在容许的孔径全部误差范围内,这中间腿几乎可以立刻提供连接销1在孔中的正确位置。由于腿3,4及5,与连接销1的对称平面9平行的活动小,所以可防止连接销1纵向上的力,在连接销实心部分6上作用,否则这力会造成连接销1端部的转动。
中间腿4有倒角使其插进孔后永远和壁孔有两个接触表面,因此,在安装部分2和孔壁之间,一共至少有四个接触表面。这样便形成了一个稳定可靠的电连接。
腿3,4及5的圆角表面和孔壁接触,因此连接销和孔壁上的包层之间产生冷焊接,结果连接销和孔壁包层之间的连接,有非常良好的电性能和机械性能。
当把连接销完全插入时,安装部分2的腿3,4及5可能有的两种端部位置,如图5A及5B所示。图5A及5B清晰示出安装部分2的变形,主要是外腿3及5的扭转,而腿3,4及5几乎没有位移。此外,从图5A及5B可见,连接销1可以放在各种不同直径的孔中,一方面在有相当大的直径时,腿可在孔壁上施加充分的夹持力,而另一方面腿有相对小的直径时,仍能使腿可略作压缩,从而防止将孔壁和附近的印刷电路板部分损坏。
本发明所提出的连接销的这个特点十分重要,因为孔壁和附近的印刷电路板部分损坏,容易造成电路断电,从而用连接销的电器失灵。
从图5A可见,孔径小时,外腿3及5被在两个地方上压向孔壁,因此在这情况下有六个接触表面。
最好安装部分2的腿3-5的制造方法是:每一外腿3,5和与外腿3-5外侧接触的圆的接触点,处在该圆一条半径上,该半径和连接销的中心垂直平面的夹角小于45°,但最好小于35°。中心垂直平面与对称平面成正交,图4E中这通过中心的垂直平面用10表示,对称平面用9表示,该接触点用11表示,相应的半径用12表示。当插入孔中时,加在外腿3,5上的力在其中心平面10垂直方向和沿半径12方向上的分力,有一个很小的数值,因此腿3,5很难产生与连接销1的对称平面9平行的移动。
和图2及3对比可见,外腿3及5因扭动相对于连接销实心部分6变形的部分的长度,至少是中间腿相对于连接销实心部分6径向向外弯 曲部分长度的三倍。
当将连接销1插入印刷电路板孔中时,安装部分2在孔壁上加的力便将均匀增高,因此甚至在极端环境下,不造成对孔壁和其附近印刷板部分的损坏。
图4A-4E还进一步示出,中间腿4在两外腿3,5间面对两外腿的两侧面向内倾斜。因而便利外腿3,5向图5A所示的位置扭动。
中间腿4向外的侧面上,设有槽形的凹入部分13,起容纳刮脱材料的空间的作用。
本发明不受上述实施方案的限制,在权利要求的范围内,该方案可作许多变化。

Claims (4)

1、印刷电路板的连接销,包括:把连接销装在印刷电路板孔内的一个安装部分(2),该安装部分(2)有三条腿,在连接销的纵向上伸展,至少外腿(3,5)的两端与连接销实心部分(6)连接,中间腿(4)从截面看,相对于连接销的纵向轴线径向向外偏移,在其全部长度上,偏移的距离恒定,其向内的部分位于两外腿之间,从截面看,接触三条腿(3,4,5)外侧的圆的圆心和连接销纵向轴线(7)有一个距离,其方向在和中间腿位置相反的径向上,其特征在于:所述两外腿(3,5)扭曲达到的位置,从截面上看,当连接销处在偏移状态时,这些外腿从中间腿(4)向外倾斜,当所述连接销插入印刷电路板孔中而所述中间腿保持在其间时,这些腿依靠与所述印刷电路板孔的接合相互朝内扭曲的设置,所述的外腿的扭曲保持连接销在印刷电路板孔内。
2、根据权利要求1的连接销,其特征在于:每个外腿(3,5)与接触三个腿(3,4,5)外侧的圆的接触点,处在该圆的一条半径(12)上,该半径与连接销的对称平面(9)的夹角大于45°。
3、根据权利要求1和2的连接销,其特征在于:在外腿(3,5)和实心部分(6)之间的扭曲变形部分的长度至少比中间腿(4)和实心部分(6)之间的扭曲变形的长度大三倍。
4、根据权利要求1-3中任何一项之连接销,其特征在于:中间腿在两外腿间面对两外腿的两侧面向内倾斜。
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