CN103928777B

CN103928777B - 连接器、屏蔽罩体和顺应针

Info

Publication number: CN103928777B
Application number: CN201410012559.6A
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·D·伊尔希
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2014-01-10
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2034-01-10
Also published as: US20140199862A1; CN103928777A; US9287640B2

Abstract

本申请公开了连接器、屏蔽罩体和顺应针，所述顺应针具有改进的插入性能，在屏蔽罩体或连接器安装于一电路板的过程中提高所述顺应针的抗弯曲性。所述针具有通过一本体部互相连接在一起的一基部及尖部。一开口设置在所述针本体部内，且所述开口的顶缘位于其内的与所述电路板的顶表面分离且位于所述电路板的顶表面下方的一高度。在另一实施例中，所述针开口大体为非对称的具有接近一三角形的一结构，即所述针开口的较宽的基部比所述针开口的较窄的顶部更靠近针尖部。

Description

连接器、屏蔽罩体和顺应针

技术领域

本申请概括而言涉及板安装型连接器，而更具体而言涉及具有改进的顺应（compliant）安装针的连接器，所述安装针提供有利的插入和固持性能。

背景技术

许多电子装置使用内部电路板布设电路且作为一平台用于安装集成电路、开关、包括连接器在内的器件等。这些连接器常常由采用一罩体的形式的一导电屏蔽元件包围，以提供接地并屏蔽电磁干扰辐射（称为“EMI”）。这些屏蔽元件诸如通过焊接可安装于电路板的表面，或者它们可设置有采用自其向下延伸且收容于形成在电路板上的开口中的安装针形式的多个元件。这些开口直接在电路板上形成为镀通孔或镀“导孔”，且这些开口具有涂布在它们的内表面或侧壁的一导电金属镀层。所述针形成为顺应元件且在本领域中称为压接针或者顺应针。这些针在整体尺寸上大于所述孔且该尺寸差异使得所述针牢固地接合于所述孔的侧壁，从而形成所述罩体和所述电路板之间的一电连接。除了用于屏蔽罩体之外，顺应针也可用于针对同样安装目的电连接器，且可直接用作连接器和其它电子器件（诸如开关、集成电路等）的端子尾部。

在压接顺应针的使用中存在一些问题，且这些问题包括在插入一电路板及被所述电路板固持的过程中性能不足。一些针的横截面可能缺乏结构完整性，由此当这些针插入其相应的通孔中时这些针可能弯折或弯曲。如果针在插入的过程中弯曲，那么针将不会完全插入到所述孔中且可能变形超过预期。这种不能完全插入和/或过量变形负面地影响了所述针和周围的所述导孔之间的电接触且需要拆卸和替换所述罩体，但在这样做时，所述针的弯曲形状可能导致昂贵的所述电路板被损坏。

同样地，如果这些针在插入的过程中弯曲，那么它们可能提供与电路板充分的电接触但是在使用罩体的装置通过组装、包装、运输及一终端用户的安装过程之后，它们的固持性能可能减小到所述电接触变成时有时无和断断续续的那种程度。这种断断续续的接触可能直到产品处于终端用户服务时或其后不久才能被发现，由此必须将该装置返回给制造商。

发明内容

因此，本申请涉及一顺应针，其具有改进的提供更高抗弯曲性能的结构。

因此，提供一种改进的顺应针，其具有构造为在插入一电路板孔的过程中更好地抵抗弯曲的一横截面。

根据如下面申请中说明的一第一实施例，尤其适合与一导电屏蔽罩体一起使用的一顺应针设置有一细长针本体部，所述细长针本体部具有一内部开口或“孔眼”，所述内部开口或“孔眼”位于所述针本体部内且处于电路板-屏蔽罩体界面之下的一高度，从而更多的材料存在于这个区域，以增强当插入及拆下时顺应针的抗弯曲性。

根据如本申请中说明的一第二实施例，一非对称的针开口形成于所述针本体。所述针开口相对一垂直轴线对称，但不相对一对应的水平轴线对称。由此，所述针开口在其上部的范围内具有一给定的沿所述针本体的深度方向增加的宽度，从而所述针开口的底缘的宽度比所述针开口的顶缘的宽度宽或大且该大的针开口位于电路板-罩体界面的下方。更多的材料由此存在于所述针本体部的上部，且由此，所述针本体部具有一更大的转动惯量及一更高的抗弯折性及抗弯曲性。

根据本申请的一个方案，提供了一种连接器，具有用于安装于一电路板的一改进的顺应安装针，所述连接器包括：一连接器壳体；多个导电端子，由所述连接器壳体固持，各个端子具有：一端子对接部，设置于所述端子的一端，用于与一相对的连接器的一端子对接；一端子安装部，设置在所述端子的相反的一端，用于插入设置在一电路板上的一孔；以及一端子本体部，将所述端子对接部和所述端子安装部互相连接在一起；多个所述端子安装部中的至少一个包括一顺应针，所述顺应针包括通过一针本体部互相连接的一针基部和一针尖部；以及一针开口，设置在所述针本体部内，所述针开口具有一顶缘及一底缘且在所述针本体部内纵向延伸，从而当所述连接器安装于所述电路板时，所述顶缘位于所述电路板的一顶表面下方。

优选地，所述针开口具有相对所述针本体部的一水平轴线的一非对称结构。

优选地，所述针开口具有相对所述针本体部的一垂直轴线的一对称结构。

优选地，所述针开口具有靠近所述顶缘的一窄部以及靠近所述底缘的一宽部。

优选地，多个所述端子安装部沿所述连接器的一安装平面交错排列。

优选地，所述连接器为一插座连接器，且所述连接器壳体包括设置在其一对接平面内的一插槽，所述插槽用于收容一相对的连接器的一对接刀型件，所述连接器插槽相对所述端子安装部偏移。

根据本申请的另一个方案，提供了一种屏蔽罩体，用于容纳安装于一电路板的一电连接器，所述屏蔽罩体包括：多个壁，互相连接在一起以限定一中空内部空间，且设置为将所述电连接器收容于其内，多个安装元件自所述屏蔽罩体的多个壁中的至少一个壁向下垂，所述多个安装元件包括多个顺应针，至少一个顺应针包括通过一针本体部互相连接的一针基部及一针尖部，至少一对沟槽位于所述针基部的侧方且将所述针基部与所述屏蔽罩体的壁分离；所述针本体部包括设置于其内的一针开口，所述针开口具有一顶缘及一底缘并在所述针本体部内纵向延伸，从而当所述连接器被安装于所述电路板时，所述顶缘位于所述电路板的一顶表面下方。

优选地，所述屏蔽罩体还包括沿所述屏蔽罩体的壁设置且位于所述针基部的侧方的一支架部，所述支架部限定沿其一下边缘延伸的一界面，所述界面接触所述电路板的顶表面，而且当被安装于所述电路板时，所述顶缘处于所述界面下方。

优选地，所述支架部通过被设置在所述屏蔽罩体的侧壁内且位于所述针基部的侧方的凹状缺口而与所述针基部分离。

优选地，所述针开口为对称的。

优选地，所述针开口具有相对所述针本体部的一垂直轴线对称的一结构。

优选地，所述针开口具有相对所述针本体部的一水平轴线非对称的一结构。

优选地，所述针开口具有一设定的高度及多个不同的宽度，该宽度自接近所述针开口的顶缘的一第一宽度增加至接近所述针开口的高度的一中心线的一第二宽度。

优选地，所述屏蔽罩体包括沿其两个边缘设置的多个顺应针，沿所述屏蔽罩体的两个边缘中的一个边缘设置的顺应针相对于沿所述两个边缘中的另一个边缘设置的顺应针交错排列。

根据本申请的又一个方案，提供了一种顺应针，用于插入一电路板上的一孔，所述顺应针包括一顺应部，当所述顺应针插入所述电路板的孔时，所述顺应部变形，而且所述顺应部还接触所述电路板的孔的一导电平面，所述顺应针包括：通过一针本体部互相连接的一针尖部及一针基部，所述针本体部具有比所述电路板的孔的一直径大的一宽度，而所述针尖部具有比所述电路板的孔的直径小的一宽度，所述针本体部的在所述针尖部和所述针基部之间的宽度逐渐增加；所述针本体部包括设置在其内的一针开口，所述针开口具有一顶缘、一底缘以及一设定的长度，当所述顺应针被插入到所述电路板的孔中时，所述针开口的顶缘和底缘被设置成完全处于所述针本体部内且处于所述电路板的孔的一顶表面下方。

优选地，所述针开口在靠近其顶缘处具有一第一宽度且在靠近其底缘处具有一第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度。

优选地，所述针开口具有接近一想像的具有三个顶点的三角形的一结构，所述三个顶点中的一个顶点位于所述针开口的顶缘处，而另外两个顶点位于靠近所述针开口的底缘处。

优选地，所述针开口相对其一垂直轴线对称且相对其一水平轴线非对称。

优选地，所述顺应针还包括一支架部，所述支架部限定沿其用于与电路板的一顶表面接触的一下边缘延伸的一界面，当所述顺应针被插入到所述电路板的孔内时，所述针开口的顶缘处于所述界面下方。

优选地，所述顺应针还包括一对位于所述针本体部的侧方的支架部。

通过研究下面的详细说明将清楚地理解本申请的这些及其它目的、特征及优点。

附图说明

参考以下结合附图的详细说明可以最佳地理解本申请的结构和运作的组成和方式以及其另外的目的和优点，其中相似的附图标记表示类似的部件，且在附图中：

图1为具有根据本申请原理的一顺应针且示出安装于一电路板的一屏蔽罩体的一立体图；

图2为图1的屏蔽罩体自电路板拆下的一立体图；

图3为图1的屏蔽罩体的一侧视图，但是为了清楚地示出屏蔽罩体的顺应安装针，该屏蔽罩体自电路板上拆下；

图4A为图1的屏蔽罩体的一部分的一放大图，其更好地示出根据本申请原理构造的一顺应安装针的一第一实施例；

图4B为图4A的一放大细节图，示出一单个顺应针及该单个顺应针与其插入的一电路板的关系；

图4C为沿图4A中的线C-C截取图4A的顺应针的针基部的一部分所作出的一截面的一示意图，以示出用于通过针基部的一实心面积计算转动惯量的几何结构；

图4D为沿图4A中的线D-D截取图4A的顺应针的针基部的一部分所作出的截面的一示意图，以示出用于通过包括一针开口的针基部的一面积计算转动惯量的几何结构；

图5A为一屏蔽罩体的一侧视图，其自一电路板上拆下但是其采用了根据本申请原理构造的一顺应针的一第二实施例；

图5B为图5A的一放大细节图，示出图5A的一单个顺应针；

图6为一连接器的一侧视图，所述连接器设置有多个端子，这些端子具有合并了本申请的顺应针的端子安装部；以及

图7为合并有根据本申请原理构造的一顺应针的端子安装部的一连接器端子的一放大图。

具体实施方式

尽管本申请易于实现不同形式的实施例，但是示出在附图中且在本文中将详细说明的是具体实施例，同时应理解的是本申请应视为是本申请原理的范例且并非旨在将本申请限制至所示出的那样。

同样地，参考一特征或方位旨在说明本申请的一个例子的一特征或方位，并非意味着本申请的每个实施例都具有所说明的特征或方位。此外，需要说明的是说明书示出了多个特征。本文所公开的多个特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的此外的多个组合。同时若干特征可以组合在一起而示出可能的系统设计，这些特征可用于其它未明确公开的组合。因此，所描述的组合不是旨在限制，除非另有说明。

在图中示出的实施例中，方向指示（诸如上、下、左、右、前以及后）用于解释本申请各元件的结构和移动，其不是绝对的而是相对的。当元件在图中示出的位置时，这些说明是合适的。然而，如果元件的位置的说明改变，则这些指示相应地改变。

图1至图5B示出合并有根据本申请原理构造的多个顺应安装针的屏蔽罩体20。从图中可以看出，屏蔽罩体20安装于一电路板21且具有一中空开口23，使其罩盖（enclose）一连接器70（通常为一插座连接器），连接器70具有设置于其内的一插槽，用于收容插入屏蔽罩体20内部的一插头连接器（未示出）的一对接刀型件。所述屏蔽罩体20由一导电材料（通常为金属）形成且可经由多个安装元件24安装于所述电路板21，所述多个安装元件24示出为与屏蔽罩体20的侧壁25一体形成。这些安装元件24采取直立延伸的针的形式且它们在本领域中称为“顺应”针26，“顺应”针26插入一在所述电路板形成的对应的通孔或导孔27中。所述多个顺应针26具有形成于其上的开口且这些顺应针26在其相应的针本体部36处的宽度稍大于导孔27的宽度。这样，当插入电路板的导孔27时顺应针26变形，从而可靠地接触导孔27的内表面28。导孔27的内表面28镀有一导电材料，以形成顺应针26和导孔27之间的一电连接，进而与导孔27的内部镀层接触的电路板21上的多个电路的电连接。

所述多个顺应针26以围绕屏蔽罩体20的底部的外缘29的形式排列。这些顺应针26中的一些可与屏蔽罩体20的侧壁25一体形成而其它一些可作为屏蔽罩体20的端壁30的一部分形成。所述多个顺应针26的形式优选在自屏蔽罩体20相对的两个侧壁25向下垂的两排顺应针26之间交错排列，如图3所示。如图3至图4A最佳所示，所述多个顺应针26优选作为屏蔽罩体20的侧壁25、端壁30的一部分形成且均具有三个不同的针部。

这些不同的针部包括一针尖部32，针尖部32自顺应针26的底端33大体延伸至一针开口35的底缘34。一针本体部36位于与针尖部32相邻且其沿顺应针26在针尖部32和针基部37之间纵向延伸。由此，针本体部36沿针开口35的外缘38延伸且可被视为至少部分地包围针开口35。针本体部36的宽度大于针尖部32或针基部37的宽度。该宽度沿顺应针26的长度变化。

最后，顺应针26还可包括一针基部37，针基部37自所述屏蔽罩体的壁向下延伸且将针本体部36连接至屏蔽罩体的壁（或在连接器端子的情况下，连接至端子本体部）。针基部37大体延伸至针开口35的顶缘39。顺应针基部37可部分地从屏蔽罩体的壁分离，这以一对第一沟槽42示出，第一沟槽42示出为相对于顺应针26向上延伸的凹状缺口43。在示出的实施例中，这些第一沟槽42使针基部37与侧壁25的部分45分离，部分45示出为躯干等且其可作为直接接触电路板21的顶表面22的“支架（standoff）部”46。这些支架部46靠近顺应针26作为与电路板21直接接触的位置“CI”，因此，各支架部46具有一硬的、大体平的或者线性的下边缘47。这与沿侧壁25的长度延伸的由屏蔽罩体20正常成型得到的大体弧形边缘48形成对比。同样向上延伸进入屏蔽罩体的壁的一对第二沟槽49示出为位于支架部46侧方且允许支架部46形成为使得支架部46占据一优选的与电路板顶表面22垂直的方位。

在本申请一个重要方面，针开口35设置在针本体部36内的一特定位置，具体地在电路板-屏蔽罩体界面（在图4A中由”CI”最佳所示）下方的一高度，与传统的顺应针开口（针开口35与界面CI相交且向上延伸至电路板21的顶表面22上方）形成对比。在图4A至图4B示出的实施例中，针开口35可具有一传统的构造，诸如示出的细长的卵形或椭圆形。通过将针开口35重新设置在其不与界面CI相交且针开口35完全处于电路板21的顶表面22下方的位置，材料保留于针基部37，如果针开口35与界面CI相交且延伸越过界面CI，该材料通常将会被去除。该材料使针基部37强度更大且当插入时不易弯折和/或弯曲。

针基部37内的所述额外材料增加了截取针基部37作出的截面的转动惯量且该截面为一完整的矩形，如图4C所示，该矩形具有一宽度W及一厚度T。因此，该截面的转动惯量为3WT/12。该截面的转动惯量大于一传统的顺应针（针开口延伸进入针基部且与界面CI相交并延伸至电路板21的顶表面22的高度的上方）的针基部的对应的转动惯量。该部分具有一厚度T及两个宽度W₁和W₂，如图4D所示。相对该截面的一弯折轴线的转动惯量等于两个实心段部的和，或3W₁T/12+3W₂T/12。在判断一元件的弯折应力时，转动惯量用作弯折应力公式中的一分母；即，F=M_c/I，因此分母（转动惯量）越大，弯折应力越小。这样，增加的抗弯折性来自替代沿界面CI的针开口和其它的在电路板的顶表面上的高度上方的针基部内的水平部分的材料。这使针本体部的整体宽度随着插入过程中变形程度加大而增加，由此提高插入性能且只有较小的顺应针弯曲。

图5A至图5B示出根据本申请构造的一顺应针26'的另一实施例，在该实施例中，不仅针开口50位于电路板21的顶表面22的高度的下方，而且针开口50具有一特殊的结构。如图所示，针开口构造为一泪珠形状且大体接近一想像的三角形，在该三角形中，针开口50在其顶缘52具有一窄部51而在靠近其底缘54处具有一宽部53。开口50的三角形形状通常接近一想像的等腰三角形的形状，在图5B中由虚线57示出，因为其边55、56的长度彼此相等且它们相对一垂直轴线Y-Y（58）等长地向外延伸。该针开口50的窄部51与该想像的三角形的一顶点60重合，而宽部53与该想像的三角形的底部顶点61重合。

由此，该实施例的针开口50相对于一垂直轴线Y-Y对称，但是相对于一水平轴线X-X不对称。只要开口的底缘比顶缘宽，除了所示形状之外的其它形状也可采用。

图6示出一连接器70，其设置有一连接器壳体71，连接器壳体71将多个导电端子72固持于其内。端子72具有端子安装部73，端子安装部73合并有根据本申请构造的顺应针78。如图7所示，端子72通常包括一细长的端子本体部75，细长的端子本体部75具有位于其一端的端子安装部73以及位于其另一端的端子对接部76。端子安装部73包括具有位于端子-电路板界面CI下方的泪珠或其它形状的针开口79的顺应针78。

尽管示出并说明了本申请的优选实施例，但是可以设想的是，在不脱离前述说明书和随附权利要求书的精神和范围内，本领域技术人员可以作出各种各样的修改。

Claims

1.一种连接器，所述连接器包括：

一连接器壳体；

多个导电端子，由所述连接器壳体固持，各个端子具有：一端子对接部，设置于所述端子的一端，用于与一相对的连接器的一端子对接；一端子安装部，设置在所述端子的相反的一端，用于插入设置在一电路板上的一孔；以及一端子本体部，将所述端子对接部和所述端子安装部互相连接在一起；

多个所述端子安装部中的至少一个包括一顺应针，所述顺应针包括通过一针本体部互相连接的一针基部和一针尖部；

一针开口，设置在所述针本体部内，所述针开口具有一顶缘及一底缘且在所述针本体部内纵向延伸，从而当所述连接器安装于所述电路板时，所述顶缘位于所述电路板的一顶表面下方；以及

多个支架部，每个支架部位于一个顺应针的侧方且大致平行于该顺应针延伸，每个支架部限定沿所述壳体的下边缘延伸的界面，所述界面接触所述电路板，而且当被安装于所述电路板时，所述顶缘处于所述界面下方。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述针开口具有相对所述针本体部的一水平轴线的一非对称结构。

3.根据权利要求2所述的连接器，其中，所述针开口具有相对所述针本体部的一垂直轴线的一对称结构。

4.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述针开口具有靠近所述顶缘的一窄部以及靠近所述底缘的一宽部。

5.根据权利要求1所述的连接器，其中，多个所述端子安装部沿所述连接器的一安装平面交错排列。

6.根据权利要求1所述的连接器，其中，所述连接器为一插座连接器，且所述连接器壳体包括设置在其一对接平面内的一插槽，所述插槽用于收容一相对的连接器的一对接刀型件，所述连接器插槽相对所述端子安装部偏移。

7.一种屏蔽罩体，用于容纳安装于一电路板的一电连接器，所述屏蔽罩体包括：

多个壁，互相连接在一起以限定一中空内部空间，且设置为将所述电连接器收容于其内，多个安装元件自所述屏蔽罩体的多个壁中的至少一个壁向下垂，所述多个安装元件包括多个顺应针，至少一个顺应针包括通过一针本体部互相连接的一针基部及一针尖部，至少一对沟槽位于所述针基部的侧方且将所述针基部与所述屏蔽罩体的壁分离；

所述针本体部包括设置于其内的一针开口，所述针开口具有一顶缘及一底缘并在所述针本体部内纵向延伸，从而当所述连接器被安装于所述电路板时，所述顶缘位于所述电路板的一顶表面下方；以及

多个支架部，每个支架部沿所述多个壁中的一个壁设置且位于所述针基部的侧方，每个支架部大致平行于所述多个顺应针中的一个顺应针延伸，每个支架部限定沿其一下边缘延伸的一界面，所述界面接触所述电路板的顶表面，而且当被安装于所述电路板时，所述顶缘处于所述界面下方。

8.根据权利要求7所述的屏蔽罩体，其中，所述支架部通过被设置在所述屏蔽罩体的侧壁内且位于所述针基部的侧方的凹状缺口而与所述针基部分离。

9.根据权利要求7所述的屏蔽罩体，其中，所述针开口为对称的。

10.根据权利要求7所述的屏蔽罩体，其中，所述针开口具有相对所述针本体部的一垂直轴线对称的一结构。

11.根据权利要求10所述的屏蔽罩体，其中，所述针开口具有相对所述针本体部的一水平轴线非对称的一结构。

12.根据权利要求7所述的屏蔽罩体，其中，所述针开口具有一设定的高度及多个不同的宽度，该宽度自靠近所述针开口的顶缘的一第一宽度增加至靠近所述针开口的高度的一中心线的一第二宽度。

13.根据权利要求7所述的屏蔽罩体，其中，所述屏蔽罩体包括沿其两个边缘设置的多个顺应针，沿所述屏蔽罩体的两个边缘中的一个边缘设置的顺应针相对于沿所述两个边缘中的另一个边缘设置的顺应针交错排列。

14.一种顺应针，用于插入一电路板上的一孔，所述顺应针包括一顺应部，当所述顺应针插入所述电路板的孔时，所述顺应部变形，而且所述顺应部还接触所述电路板的孔的一导电平面，所述顺应针包括：

通过一针本体部互相连接的一针尖部及一针基部，所述针本体部具有比所述电路板的孔的一直径大的一宽度，而所述针尖部具有比所述电路板的孔的直径小的一宽度，所述针本体部的在所述针尖部和所述针基部之间的宽度逐渐增加；

所述针本体部包括设置在其内的一针开口，所述针开口具有一顶缘、一底缘以及一设定的长度，当所述顺应针被插入到所述电路板的孔中时，所述针开口的顶缘和底缘被设置成完全处于所述针本体部内且处于所述电路板的孔的一顶表面下方；以及

支架部，所述支架部限定沿其用于与电路板的一顶表面接触的一下边缘延伸的一界面，所述支架部大致平行于所述顺应针延伸，当所述顺应针被插入到所述电路板的孔内时，所述顶缘处于所述界面下方。

15.根据权利要求14所述的顺应针，其中，所述针开口在靠近其顶缘处具有一第一宽度且在靠近其底缘处具有一第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度。

16.根据权利要求15所述的顺应针，其中，所述针开口构造为一泪珠形状且大体接近一想像的具有三个顶点的三角形，所述三个顶点中的一个顶点位于所述针开口的顶缘处，而另外两个顶点位于靠近所述针开口的底缘处。

17.根据权利要求14所述的顺应针，其中，所述针开口相对其一垂直轴线对称且相对其一水平轴线非对称。

18.根据权利要求14所述的顺应针，其中所述支架部是一对位于所述针本体部的侧方的支架部。