CN102437442B - 用于连接缆线到印刷电路板的端子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电连接至少一个缆线到印刷电路板的端子(1)，包括：用于安装端子(1)在印刷电路板上的至少一个连接部分(4)；以及用于在插入方向(I)接收缆线的缆线接收器(2)，所述缆线接收器(2)包括缆线腔室(2a)和缆线保持器(3)，所述缆线保持器(3)至少在端子(1)的未配合状态下延伸到缆线腔室(2a)中并适于通过缆线(11)在向外方向(O)弹性偏斜。为了产生适于小型或者次小型应用，特别地AWG24或者更小的缆线的可靠的端子，所述端子(1)设置有弹性支撑缆线保持器(3)的保持器弹簧(6)。

Description

用于连接缆线到印刷电路板的端子

技术领域

本发明涉及用于电连接至少一个缆线到印刷电路板的端子，特别地，捅入式(poke-in)端子，包括用于安装端子在印刷电路板上的至少一个连接部分，以及用于在插入方向接收缆线的缆线接收器，所述缆线接收器包括缆线腔室和缆线保持器，所述缆线保持器至少在端子的未配合状态下延伸到缆线腔室中并适于由缆线在向外方向弹性地偏斜。

背景技术

上述类型的端子用于电连接电气装置例如发光设备到印刷电路板(PCB)。端子允许通过将缆线插入到缆线接收器中而安装电缆或者缆线到印刷电路板(PCB)。缆线可以无螺旋地且无需焊接地安装。在缆线接收器中，缆线保持器夹紧缆线，从而保持缆线。这样，缆线在印刷电路板上的安装明显更为方便。

优选地，端子配置为捅入式端子，也就是，缆线可以简单地通过将缆线捅入到缆线接收器中而安装在PCB上。插入力可以直接施加到缆线或者包括缆线的电缆上，以偏斜保持器并将缆线移动到缆线接收器中。这样，对于电气地以及机械地连接缆线到PCB无需更多的安装步骤。

由于电子产品更加的小型化，需要一种小型化的端子，其允许无需焊接地连接电缆。在已知的端子中存在问题的是，具有小的横截面，特别地小于AWG(AmericanWireGauge)(美制线路规范)20或者0.518平方毫米的横截面的小的电缆不能可靠地得以保持。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于可靠地连接薄的缆线到PCB的端子，其适于小型或者次小型的场合以及连接具有更小的横截面区域的19AWG缆线。特别地，本发明致力于提供用于可靠地连接24AWG或者具有0.205平方毫米或者更小的横截面区域的缆线的端子。

该目的通过本发明实现，相对于上述端子，在于该端子设置有弹性地支撑缆线保持器的保持器弹簧。

保持器弹簧改进缆线保持器的弹性并增大它的最大弹性偏斜。这样，尽管端子的小型化的尺度，缆线可以重新端接若干次，其中缆线保持器的弹性以及产生的保持力得以维持。

根据本发明的方案可以以任何方式与下面的进一步的有利实施例分别组合，并且进一步改进。

在第一有利的实施例中，缆线保持器和保持器弹簧可以配置为通过作用于保持器的预定插入力弹性偏斜，缆线保持器配置为比保持器弹簧偏斜更少。因此缆线保持器的更大部分的偏斜通过保持器弹簧的偏斜实现，缆线保持器的更小部分的偏斜通过缆线保持器自身的偏斜产生。插入力可以通过将电缆或者缆线捅入端子中而产生。实心的或者镀锡的绞线可以用于捅入式端接。因为缆线保持器延伸到缆线腔室中，当插入缆线时，缆线保持器通过缆线在向外方向推动。插入力通过缆线作用于缆线保持器上，从而产生缆线保持器的偏斜以及支撑缆线保持器的保持器弹簧的偏斜。

为了提供增强的保持力，缆线保持器和保持器弹簧可以串联安置。保持器弹簧和缆线保持器可以安置为以使得当缆线被捅入时，缆线保持器首先动作或者偏斜，然后保持器弹簧提供足够的保持力到缆线。根据另一个有利的实施例，缆线保持器和保持器弹簧可以安置为以使得它们同时动作。缆线保持器和保持器弹簧可以配置为同时作用在由缆线接收器接收的缆线上。因此，可以提供更大的保持力。

为了增大保持器弹簧相对于保持器的最大弹性偏斜的最大弹性偏斜，保持器弹簧的弹性可变形的或者可弯的长度可以比缆线保持器的弹性可变形的长度明显更长。例如，保持器弹簧的弹性可变形的长度可以至少为缆线保持器的弹性可变形的长度的两倍。缆线保持器的刚性或者弹性模量可以大于保持器弹簧的刚性或者弹性模量。

优选地，缆线腔室的内部尺度适于要插入的缆线的外部尺度。缆线的外表面可以至少在两个点上邻接缆线腔室的内表面，其中保持器抵靠着缆线腔室的内表面挤压缆线。

为了摩擦地和/或通过正锁定接合缆线，缆线保持器可以设置有保持部分，该保持部分在配合状态下邻接接合缆线。保持部分可以在配合状态下，例如当缆线插入到缆线接收器中时，使得缆线变形以建立起正锁定。

在根据本发明的端子的进一步有利的实施例中，缆线保持器可从保持器弹簧大致在插入方向伸出。缆线保持器可倾斜地或者斜着延伸到缆线腔室中，并且在端子的配合状态下，在插入缆线的方向。在缆线保持器的末端的保持部分伸出伸入到缆线腔室中并挤压到缆线上，以便可靠地紧固缆线到端子和下面的PCB。

在根据本发明的端子的另一个有利的实施例中，保持器弹簧可以设置有开口，缆线保持器伸入到开口中。所述开口可以安置在弹簧的中心区域处。这允许缆线保持器的大致中心的位置位于保持器弹簧上并且保持器弹簧对称偏转而不会有扭转，以便实现优化的弹力以及材料的最大利用。

为了降低端子的总尺度，保持器弹簧可以绕缆线腔室安置，从而至少部分地围绕缆线腔室。

保持器弹簧可以具有至少一个弹簧腿，所述弹簧腿大致垂直于插入方向延伸。缆线保持器可从弹簧腿伸出。这样，面临端子的小型化的尺度，保持器弹簧的弹性部分和保持器的可能的弹性偏斜增强。对于更紧凑构型的端子，缆线保持器优选地从弹簧腿在插入方向或者垂直于弹簧腿的纵向方向伸出。

保持器弹簧的开口可以通过至少一个弹簧腿构成。对于大致直的或者对称的弹簧力，保持器弹簧可以设置有两个弹簧腿，弹簧腿平行于彼此延伸。两个弹簧腿可以构成弹簧的开口或者为边界邻接开口的闭合框架的一部分。

在根据本发明的端子的进一步有利的实施例中，端子可包括底座部分，该底座部分边界邻接缆线腔室，所述保持器弹簧和从底座部分凸出的连接部分。底座部分可以提供用于缆线的基床和/或用于端子的部件的稳定支撑结构。

为了支撑接收在缆线腔室中的缆线，端子可以包括后部部分。后部部分和保持器弹簧可从底座部分在底座部分的相对侧面上和/或关于缆线接收器的相对侧面上延伸。

为了便于端子在PCB上的安装，端子可以设置有拾取平台。拾取平台可从后部部分伸出并组成拾取面。优选地，拾取面逆着安装方向指向和/或大致垂直于安装方向和/或平行于印刷电路板地延伸。

为了增大保持器弹簧的操作空间并进一步减少端子的总尺寸，后部部分可以设置有孔，保持器弹簧延伸到孔中或者延伸通过孔。以这种方法，保持器弹簧可以在后部部分的方向变大或者变长，并且不会接触后部部分地偏斜。

为了连接端子到PCB，例如通过焊接，所述端子可包括至少一个或者至少两个连接部分。至少一个或两个连接部分可从底座部分在安装方向或者垂直于安装方向伸出。连接部分可以配置用于焊接在PCB上，特别地通过回流焊接。两连接部分之间的距离可以通过从端子的底座部分在相对方向延伸的臂增大。连接部分或者焊接部分可以在安装方向或者在PCB方向弯曲。

为了节省成本、大规模生产，端子可以由一块金属薄板一体形成。金属薄板可以由铜合金制成。为了改善电性能，端子可以是镀镍的。镍镀层可以为至少1.27μm。进一步，端子可以具有至少1.27μm到2.54μm的锡镀层。用于弯成端子的薄板厚度可以为大约0.3毫米。优选地，用于制造端子的薄板的厚度为大约0.32毫米。还可以使用更薄的材料。

端子可以设计为用于24AWG的缆线或者用于具有更高AWG，也就是更小横截面的缆线。

端子可以配置为用于缆线的重复端接。优选地，端子配置为用于可靠地再次端接缆线至少两次，而不会有保持器和/或保持器弹簧的弹性损失，或者没有明显的损失。

缆线腔室可以具有多边形形状。为了便于从一块金属薄板弯曲端子，缆线腔室可以具有三角形形状。为了接收具有圆形横截面的缆线，三角形形状可以边界邻接在可以对应要接收的缆线的形状的圆形区域、圆形截面或者圆形的圆柱容积上的三个点上。缆线保持器优选地延伸到圆形截面或者圆柱容积中。缆线腔室的圆形截面或者圆柱容积可以对应于AWG24缆线或者具有更高AWG的缆线的截面或者横截面区域的容积。优选地，缆线腔室具有位于相对末端上的两个开口以让接收的缆线通过腔室。

附图说明

在此及后通过例子形式参照附图描述本发明的实施例的例子。描述的实施例的各个特征和这些特征可以实现的优点可以组合或者独立于彼此地省略，如已可以从上面的构型看出的。在附图中：

图1是根据本发明配置的端子的示意性透视顶视图；

图2是根据本发明配置的端子的示意性透视底视图；

图3是根据图5的剖面III-III的端子的示意性横截面视图；

图4是根据本发明配置的端子的示意性侧视图；

图5是根据本发明配置的端子的示意性后视图；

图6是根据图4的剖面VI-VI的端子的示意性横截面顶视图。

具体实施方式

首先，将参照图1描述根据本发明配置的端子1的结构。

端子1配置为捅入式端子，也就是，缆线可以通过将缆线捅入到端子1中而电连接以及机械连接到端子。端子由一块金属薄板1’形成。金属薄板可以由任何类型的合金，优选铜合金，制成。

为了接收至少缆线的接触部分，端子包括缆线接收器2。缆线接收器2设置有缆线保持器3，该缆线保持器3在缆线接收器2接收缆线的端子1的配合状态下挤压到缆线上以克服作用在缆线或者电缆上的外部牵引力而保持缆线。缆线保持器3从保持器弹簧6伸出。缆线保持器3和保持器弹簧6串联安置以使得当缆线11被推入时缆线保持器3首先动作，然后保持器弹簧6接着动作。该配置将提供增强的保持力到缆线。当安装缆线在端子上时，插入力F，其在插入方向I导向，可以直接施加到缆线上或者包括要接收的缆线的电缆上，以偏斜保持器3和保持器弹簧6并移动缆线到缆线接收器2中。

在端子1的相对末端上的连接部分4适于焊接端子1到印刷电路板(PCB)上。它们从中心底座部分5伸出并在安装方向M或者下面的印刷电路板的方向延伸。连接部分4包括焊接部分4c和臂4a，其中臂在焊接部分4c和底座部分5之间延伸并在安装方向M弯曲。

保持器弹簧6具有两个大致垂直于插入方向I延伸的弹簧腿6a、6b。缆线保持器3可从弹簧腿6a伸出。这样，保持器3的可能的弹性偏斜增强。对于更紧凑构型的端子1，缆线保持器优选地从弹簧腿6a在插入方向I或者垂直于保持器弹簧6或者弹簧腿6a的纵向L伸出。

后部部分7用以支撑由缆线接收器2接收到的缆线。进一步地，后部部分7形成用于从后部部分7凸出并形成拾取面8a的拾取平台8的保持器或者框架，所述拾取面8a大致垂直于安装方向M延伸。拾取面8a大致是平面的并允许耦接端子到真空拾取器的拾取头，以便定位端子在PCB上。

后部部分7具有孔7a、延伸到孔7a中的弹簧腿6a、6b。孔7a提供用于当缆线在插入方向I被插入端子中时保持器弹簧运动的空间。

图2是根据本发明的端子的透视底视图。保持器弹簧6的弹簧腿6a、6b延伸到后部部分7的孔7a中。为了形成自我支撑的弹簧主体，弹簧腿6a、6b通过耦接部分6c耦接或者连接到彼此。耦接部分6c平行于插入方向I跨越弹簧腿6a、6b并至少部分地安置在孔7a之内。与耦接部分6c一起，弹簧腿6a、6b组成具有开口6e的框架6d。缆线保持器3(见图1)安置在开口6e之内。

连接部分4之间的距离通过臂4a增大，所述臂4a顺着或者逆着插入方向I从底座部分5延伸。从而，连接部分4的支撑表面4b在插入方向I具有增大的距离，其改进端子在PCB上克服由作用于接收的缆线上的力产生的转动力矩的支撑。

图3是根据本发明的端子的横截面侧视图。弹簧腿6a和6b(未示出)、底座部分5和后部部分7一起构成多边形状9，所述多边形形状配置为基本三角形的形状9’，缆线接收器2安置在该三角形的形状内。三角形的形状9’可以配置为边界与圆形区域10邻接。

为了接收具有圆形横截面的缆线11，三角形的形状9’可以边界位于圆形区域10上或者具有圆形区域10的圆形的、圆柱容积的三个点P1、P2、P3上，所述圆形区域可以对应于待接收的缆线的形状。底座部分5和后部部分7可组成用于导引缆线到缆线接收器中的导引器。缆线可以利用基底部分5的内表面和后部部分7的内表面导引在端子1中。缆线保持器3优选地延伸到圆形区域10或者圆柱容积中。缆线腔室2a的圆形区域或者圆柱容积可以对应于AWG24缆线或者具有更高的AWG的缆线的截面或者横截面区域的容积。

后部部分7的内表面、底座部分5和保持器弹簧6可以边界邻接圆形区域10。为了在保持器和由缆线接收器接收到的缆线之间产生牢固的和/或摩擦性的锁定，缆线保持器3可延伸到圆形区域10中，并且在端子的配合状态下挤压到安置在缆线接收器2内的缆线11上。

图4是根据本发明配置的端子1的示意性侧视图。缆线保持器3和保持器弹簧6配置为通过预定的插入力F(见图1)弹性偏斜，该插入力可以在捅入时通过缆线11施加。当缆线11邻接缆线保持器3时，插入力F产生垂直于插入方向I而作用在缆线保持器3上的释放力R。从而，缆线保持器3在向外方向O移动以释放缆线接收器2。根据本发明，缆线保持器3配置为比保持器弹簧6偏斜得更少。在插入缆线之后，留持力B通过弹簧6和缆线保持器3产生。缆线保持器3被挤压到缆线上，从而阻止缆线逆着插入方向I的运动。

端子1可以具有总高度H1，其可以为大约3毫米；以及总宽度W1，其可以为大约2毫米。拾取平台8可以跨越总宽度W1，从而类似于屋顶地覆盖端子1的下面部分。拾取平台8和底座部分5可以安置在大约1.7毫米的距离或者高度H2处。焊接部分4c的高度H4可对应于臂4a的高度。接触部分4的高度H3可以为焊接部分4c的高度H4的大约两倍。

缆线保持器3在挤压方向P弯曲并延伸到由后部部分7、底座部分5和保持器弹簧6框定的缆线腔室2a中。

由于后部部分7的弯曲部7b，拾取平台8在后部部分7的方向位移并在竖直方向V完全覆盖保持器弹簧6。连接部分4的宽度W2小于拾取平台8的宽度W1。这样，在竖直方向V接近的物体通过拾取平台8转向，因此不能冲击或者偏斜保持器弹簧6。

图5是根据本发明的端子1的示意性后视图。后部部分7组成用于支撑拾取平台8并提供用于保持器弹簧6的弹性运动的空间的框架7’。端子的类似框架的结构，其是通过后部部分框架7’和保持器弹簧框架6d实现的，以及端子1的大致对称形状加强端子1，从而改善材料的利用。

为了有利于端子的弯曲，后部部分7在竖直方向V渐缩为锥形部分7b，锥形部分7b合到底座部分5中并逆着安装方向M弯曲以形成后部部分7。相应地，同样地，连接部分4、保持器弹簧6和拾取平台8在锥形部分弯曲，该锥形部分在底座部分5的方向渐缩。

图6是根据图4的剖面VI-VI的端子1的示意性横截面顶视图。大致矩形的缆线保持器3从弹簧腿6a伸入到开口6e中。缆线保持器3安置在相对于弹簧腿6b为距离D1处以允许顺着或者逆着竖直方向V偏斜缆线保持器3，而无需邻接弹簧腿6b。由于孔7a的内侧和保持器弹簧6之间的距离D2，保持器弹簧6并不邻接后部部分7，即使保持器弹簧6偏斜。

弹簧腿6a、6b和耦接部分6c，其在弹簧腿6a、6b之间延伸，构成闭合的框架6d。框架6d形成弹性夹持部，当缆线由缆线接收器2接收时，该夹持部产生作用于缆线保持器3的保持力B(见图4)。

在插入方向I插入缆线的过程中，释放力R(见图4)通过缆线产生并偏斜保持器弹簧6以加宽缆线接收器2。当缆线保持器3相对于插入方向I倾斜时，保持器3伸入到缆线腔室2a中。保持器3的内面3b(图5)延伸到缆线腔室2a中，并与底座部分5的内面5a一起形成漏斗部，该漏斗部在插入方向I渐缩。在插入方向移动到缆线腔室2a中的缆线邻接内面3b和5a，并将保持器3移出缆线腔室2a。

缆线保持器3设置有保持部分3a，该保持部分3a在端子的配合状态下摩擦地和/或通过正锁定接合缆线。保持部分3a可以由指向到缆线腔室2a中并挤压到缆线上的保持器3的边缘构成。

Claims (14)

1.一种用于电连接至少一个缆线到印刷电路板的端子(1)，包括：用于安装端子(1)在所述印刷电路板上的至少一个连接部分(4)；以及用于在插入方向(I)接收缆线(11)的缆线接收器(2)，所述缆线接收器(2)包括缆线腔室(2a)和缆线保持器(3)，所述缆线保持器(3)至少在端子(1)的未配合状态下延伸到缆线腔室(2a)中并适于通过缆线(11)在向外方向(O)弹性偏斜，其中所述端子(1)设置有弹性支撑缆线保持器(3)的保持器弹簧(6)，

其中，所述端子(1)包括底座部分(5)，该底座部分边界邻接所述缆线腔室(2a)，所述保持器弹簧(6)和从所述底座部分(5)伸出的连接部分(4)；并且

所述端子(1)包括用于支撑接收在所述缆线腔室(2a)中的缆线(11)的后部部分(7)，所述后部部分(7)和所述保持器弹簧(6)从所述底座部分(5)在所述底座部分(5)的相对侧面上延伸。

2.如权利要求1所述的端子(1)，其特征在于，所述缆线保持器(3)和所述保持器弹簧(6)配置为弹性偏斜，所述缆线保持器(3)配置为通过作用在缆线保持器(3)上的预定插入力(F)而比保持器弹簧(6)偏斜得更少。

3.如权利要求1或者2所述的端子(1)，其特征在于，所述缆线保持器(3)和所述保持器弹簧(6)配置为同时作用在由所述缆线接收器(2)接收的缆线(11)上。

4.如权利要求1所述的端子(1)，其特征在于，所述缆线保持器(3)从所述保持器弹簧(6)大致在插入方向(I)伸出。

5.如权利要求1所述的端子(1)，其特征在于，所述保持器弹簧(6)设置有开口(6e)，所述缆线保持器(3)伸入到所述开口(6e)中。

6.如权利要求5所述的端子(1)，其特征在于，所述保持器弹簧(6)具有至少一个弹簧腿(6a，6b)，所述弹簧腿(6a，6b)大致垂直于所述插入方向(I)延伸。

7.如权利要求6所述的端子(1)，其特征在于，所述开口(6e)由所述至少一个弹簧腿(6a，6b)框定。

8.如权利要求1所述的端子(1)，其特征在于，所述保持器弹簧(6)设置有两个弹簧腿(6a，6b)，所述弹簧腿(6a，6b)彼此平行地延伸。

9.如权利要求1所述的端子(1)，其特征在于，所述端子(1)设置有拾取平台(8)，所述拾取平台(8)从所述后部部分(7)伸出并构成拾取面(8a)，所述拾取面(8a)大致垂直于安装方向(M)延伸。

10.如权利要求1或者9所述的端子(1)，其特征在于，所述后部部分(7)设置有孔(7a)，所述保持器弹簧(6)延伸到所述孔(7a)中。

11.如权利要求1所述的端子(1)，其特征在于，所述至少一个连接部分(4)从底座部分(5)在安装方向(M)伸出。

12.如权利要求1所述的端子(1)，其特征在于，所述端子(1)由一块金属薄板(1’)一体形成。

13.如权利要求1所述的端子(1)，其特征在于，所述缆线腔室(2a)具有多边形形状(9)。

14.如权利要求13所述的端子(1)，其特征在于，所述多边形形状(9)边界连接0.25平方毫米或者更小的圆形区域(10)。