CN109309300B - 用于自动化装配的零插拔力连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于自动化装配的零插拔力连接器。用于自动化装配的零插拔力连接器，包括连接器壳体，连接器壳体上设有用于夹设在PCB板上的弹片，所述弹片具有相互远离并形成大于相应PCB板厚度的插接间隔的自然状态，还具有在外力作用下相互靠近以夹紧PCB板上的接触镀层的导通状态；所述连接器壳体上还设有用于在适配连接器插入时被适配连接器驱动以推动所述弹片由自然状态向导通状态运动的传力结构。弹片在自然状态下具有大于相应PCB板厚度的插接间隔，能够实现与PCB之间的零插拔力，避免在与PCB板装配时因摩擦或碰撞受损，并且通过设置传力结构能够在与适配连接器插合时实现弹片与PCB板的导通，能够避免连接器与PCB板装配时损坏。
Description
技术领域
本发明涉及用于自动化装配的零插拔力连接器。
背景技术
随着自动化技术的广泛应用，越来越多的行业通过自动化设备来代替人工作业，特别是对于大量简单、重复的工序，使用自动化技术能够有效提高生产效率，并能够提高产品一致性。
在连接器领域，目前的能够满足自动化装配的产品大多是片式孔（金手指）结构，如图1所示，包括连接器壳体91，连接器壳体1上的用于与PCB板92连接的接触件为成对设置的弹片93，装配时，PCB板92插入成对的两只弹片之间，弹片93被PCB板92撑开并依靠本身的弹性夹紧在PCB板92上的接触镀层上，使电路导通。使用时，连接器壳体91通过其上的法兰结构使用螺纹紧固件固定在设备面板94上，与PCB板导通的连接器与适配连接器相互插合，最终实现适配连接器与PCB板92的导通。
但是，为了保证PCB板上的接触镀层与弹片之间的良好导通，处于自由状态的两只弹片之间的间距较小，并且弹片的弹力较大。由于定位问题，如果自动化装配过程中PCB板与弹片对中不良，很容易导致PCB与弹片对撞而变形损坏，甚至出现断裂，造成废品率升高，增加了生产成本。并且，弹片与PCB板插合时会产生较大的摩擦力，容易造成PCB板上的接触镀层损坏，影响产品质量和可靠性。虽然可以在PCB板或弹片上设置插接导向结构，但是这样会增加设计制造成本，并且仍无法避免弹片与PCB板插合时产生的摩擦力。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于自动化装配的零插拔力连接器，以解决现有技术中的连接器与PCB板装配时容易损坏的问题。
为实现上述目的，本发明中采用的技术方案是：
方案1. 用于自动化装配的零插拔力连接器，包括连接器壳体，连接器壳体上设有用于夹设在PCB板上的弹片，所述弹片具有相互远离并形成大于相应PCB板厚度的插接间隔的自然状态，还具有在外力作用下相互靠近以夹紧PCB板上的接触镀层的导通状态；所述连接器壳体上还设有用于在适配连接器插入时被适配连接器驱动以推动所述弹片由自然状态向导通状态运动的传力结构。
采用上述技术方案，弹片在自然状态下具有大于相应PCB板厚度的插接间隔，能够实现与PCB之间的零插拔力，并且能够降低装配时与PCB板的对中要求，避免在与PCB板装配时因摩擦或碰撞受损，并且通过设置传力结构能够在与适配连接器插合时实现弹片与PCB板的导通，与现有技术相比，能够避免连接器与PCB板装配时损坏。
方案2. 根据方案1所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述连接器壳体上设有沿其轴向活动设置的顶推件，所述传力结构由所述顶推件形成，所述弹片具有用于在所述顶推件的顶推下向导通状态运动的倾斜顶推面，所述顶推件远离弹片的一端设有用于在适配连接器插入时被适配连接器沿轴向顶推的驱动端。采用沿轴向活动设置的顶推件作为传力结构，结构简单，力的传导直接，便于设计制造，有利于节省成本。
方案3. 根据方案2所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述顶推件与连接器壳体之间设有用于为顶推件施加朝向远离所述弹片的方向的作用力的复位弹簧。设置复位弹簧能够更好地保证弹片的顺利动作。当然，在其他实施例中，也可以依靠弹片自身的弹性变形实现弹片和顶推件的复位。
方案4. 根据方案3所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述连接器壳体内设有沿连接器壳体的轴向活动设置的活动盘，所述顶推件固定在所述活动盘上，所述复位弹簧设置在活动盘与连接器壳体之间。设置活动盘便于顶推件的组装，特别是对于顶推件数量较多的情况。
方案5. 根据方案4所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述活动盘背向所述弹片的一侧设有锥形引导面，所述连接器壳体上设有适配的锥形引导槽。锥形引导面和锥形引导槽能够实现顶推件的引导复位，保证可靠性，避免卡滞。
方案6. 根据方案4所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述连接器壳体上设有两只与所述弹片平行布置的护板，所述弹片设置在两只所述护板之间，所述护板的末端设有向内折弯的折板，所述折板形成用于引导PCB板插入的插接引导口，所述插接引导口的尺寸不大于处于自然状态下的弹片之间的插接间隔。设置护板能够对传力结构起到遮挡作用，避免被误触或受损。
方案7. 根据方案6所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述连接器壳体上设有供护板固定的护板底座，所述复位弹簧设置在活动盘与护板底座之间。
方案8. 根据方案7所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述护板底座上设有供复位弹簧的一端套设的弹簧定位柱。
方案9. 根据方案6—8的任意一项所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述护板的外侧设有加强肋。
方案10.根据方案1—8的任意一项所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，成对的两只所述弹片是由一片弹片体折弯形成，所述弹片通过弹片体中间的连接部分固定在连接器壳体上。弹片采用一片弹片体折弯成型制造方便，结构简单，成本低。
方案11.根据方案1—8的任意一项所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述弹片包括呈V形的主体部分和设置在主体部分端部的扩口部分，两只成对的弹片以主体部分的V形开口相向布置的方式设置，各弹片的主体部分与扩口部分的过渡处形成用于与PCB板上的接触镀层导通的导通部。
方案12.根据方案1—8的任意一项所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述连接器壳体远离弹片的一端设有插孔，插孔的孔壁上设有用于将插入的适配连接器固定在所述连接器壳体上的锁紧结构。
方案13.根据方案12所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，所述锁紧结构为设置在插孔的孔壁上的螺钉。
附图说明
图1是现有技术中连接器与PCB板的装配结构示意图；
图2是本发明中用于自动化装配的零插拔力连接器的立体图；
图3是图2中用于自动化装配的零插拔力连接器的剖视图；
图4是本发明中用于自动化装配的零插拔力连接器与PCB板的装配结构示意图；
图5是图4的俯视图。
图中各附图标记对应的名称为：1-连接器壳体，2-插孔，3-螺钉，4-弹片，5-连接部分，6-主体部分，7-扩口部分，8-导通部，9-绝缘体，10-卡簧，11-防护罩，12-护板，13-护板底座，14-折板，15-加强肋，16-定位凸起，17-插接引导口，18-活动盘，19-顶推板，20-复位弹簧，21-弹簧定位柱，22-锥形引导槽，23-设备面板，24-PCB板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明中用于自动化装配的零插拔力连接器的一个实施例如图2~图5所示，包括回转体结构的连接器壳体1，连接器壳体1的前部设有插孔2，插孔2供适配连接器的插头插入；连接器壳体1的后部设有两对弹片4，弹片4用于与PCB板24上的接触镀层的导通；连接器壳体1的中部设有绝缘体9，绝缘体9上设有插针接触件。
连接器壳体1的后部通过卡簧10固定有防护罩11，防护罩11包括两只与弹片4平行布置的护板12，还包括供护板12固定的护板底座13。护板底座13为回转体结构，护板12为板状结构。为了便于安装护板12罩时对护板12罩进行周向定位，护板底座13的外周面上设有定位凸起16，连接器壳体1上设有对应的定位槽。成对的两只弹片4是由一片弹片体折弯形成，弹片4通过弹片体中间的连接部分5固定在护板底座13上并且与插针接触件导通。各弹片4均包括呈V形的主体部分6和设置在主体部分6端部的扩口部分7，两只成对的弹片4以主体部分6的V形开口相向布置的方式设置，各弹片4的主体部分6与扩口部分7的过渡处形成用于与PCB板24上的接触镀层导通的导通部8。使用时，弹片4具有相互远离并形成大于相应PCB板24厚度的插接间隔的自然状态，还具有在外力作用下相互靠近以夹紧PCB板24上的接触镀层的导通状态。
弹片4设置在两只护板12之间，护板12的末端设有向内折弯的折板14，折板14形成用于引导PCB板24插入的插接引导口17，插接引导口17的尺寸小于处于自然状态下的弹片4之间的插接间隔。为了提高护板12强度、对弹片4形成可靠保护，护板12的外侧设有加强肋15。
绝缘体9与护板12罩之间设有沿连接器壳体1的轴向活动设置的活动盘18，活动盘18上固定有顶推板19，顶推板19作为构成顶推件，构成了用于在适配连接器插入时被适配连接器驱动以推动弹片4由自然状态向导通状态运动的传力结构。顶推件远离弹片4的一端（即前端）伸出绝缘体9，形成用于在适配连接器插入时被适配连接器沿轴向顶推的驱动端，对应地，弹片4的呈V形的主体部分6的前侧部分形成倾斜顶推面，用于在顶推件的顶推下使弹片4向导通状态运动。在其他实施例中，顶推件也可以不伸出绝缘体9，与绝缘体9平齐或者缩入绝缘体9一部分，此时适配连接器的插头需要设置用于插入顶推件装配孔的推杆。活动盘18与连接器壳体1之间还设有用于为顶推件施加朝向远离弹片4的方向的作用力的复位弹簧20，护板底座13的前端面上设有供复位弹簧20的一端套设的弹簧定位柱21。另外，活动盘18背向弹片4的一侧（即前侧）为前小后大的圆台结构，圆台结构的外周面形成锥形引导面，连接器壳体1上设有适配的锥形引导槽22，保证顶推板19的灵活动作，避免出现偏心卡滞。
装配时，将连接器从设备面板23的外侧固定到设备面板23上，此时弹片4处于自然状态，成对的弹片4之间具有大于相应PCB板24厚度的插接间隔，形成较大的容差范围，装配过程中不会与PCB板24上的接触镀层产生摩擦，也不会因对中问题与PCB板24发生碰撞而导致变形或断裂。适配连接器插入前，弹片4与PCB板24一直保持分离状态。在适配连接器的插头插入该连接器的插孔2内的过程中，插头会与顶推板19接触进而推动顶推板19向后运动，顶推板19与弹片4的主体部分6上的倾斜顶推面配合，推动成对的两只弹片4相互靠近，夹紧PCB板24，最终实现良好接触。插孔2的孔壁上设有用于将插入的适配连接器固定在连接器壳体1上的螺钉3，螺钉3形成锁紧结构，插头插接到位后能够实现插头与插座的可靠结合，同时保证弹片4与PCB板24的可靠导通。当插头与插座分离时，顶推板19在复位弹簧20的作用下自动回位，弹片4重新与PCB板24分离，当连接器出现故障时，可从设备面板23外侧将连接器卸下，方便地更换新的连接器。在其他实施例中，锁紧结构也可以替换为其他形式，例如对于外周面上转动装配有锁紧螺套的插头，可以通过螺纹结构实现插头与插座的锁紧。
在上述实施例中，弹片4包括呈V形的主体部分6，V形的主体部分6形成与顶推件适配的倾斜顶推面，在其他实施例中，弹片4也可以是其他形状，而传力结构也可以进行对应的替换，例如将顶推板19替换为杠杆，插头插入插座时，杠杆前端的内侧与插头配合使杠杆的后端向下运动，实现对弹片4的推动。再如，将成对的两只弹片4设置为分体结构，弹片4直接作为上述杠杆的一部分，杠杆摆动时直接带动弹片4运动。另外，在其他实施例中，顶推件也可以直接导向移动装配在绝缘体9上，或者导向移动装配在保护罩的护板底座13上。再者，在其他实施例中，也可以不设置护板12，复位弹簧20也可以直接设置套设在顶推件上。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.用于自动化装配的零插拔力连接器，包括连接器壳体，连接器壳体上设有用于夹设在PCB板上的弹片，其特征在于：所述弹片具有相互远离并形成大于相应PCB板厚度的插接间隔的自然状态，还具有在外力作用下相互靠近以夹紧PCB板上的接触镀层的导通状态；所述连接器壳体上还设有用于在适配连接器插入时被适配连接器驱动以推动所述弹片由自然状态向导通状态运动的传力结构；所述连接器壳体上设有沿其轴向活动设置的顶推件，所述传力结构由所述顶推件形成，所述弹片具有用于在所述顶推件的顶推下向导通状态运动的倾斜顶推面，所述顶推件远离弹片的一端设有用于在适配连接器插入时被适配连接器沿轴向顶推的驱动端。
2.根据权利要求1所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述顶推件与连接器壳体之间设有用于为顶推件施加朝向远离所述弹片的方向的作用力的复位弹簧。
3.根据权利要求2所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述连接器壳体内设有沿连接器壳体的轴向活动设置的活动盘，所述顶推件固定在所述活动盘上，所述复位弹簧设置在活动盘与连接器壳体之间。
4.根据权利要求3所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述活动盘背向所述弹片的一侧设有锥形引导面，所述连接器壳体上设有适配的锥形引导槽。
5.根据权利要求3所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述连接器壳体上设有两只与所述弹片平行布置的护板，所述弹片设置在两只所述护板之间，所述护板的末端设有向内折弯的折板，所述折板形成用于引导PCB板插入的插接引导口，所述插接引导口的尺寸不大于处于自然状态下的弹片之间的插接间隔。
6.根据权利要求5所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述连接器壳体上设有供护板固定的护板底座，所述复位弹簧设置在活动盘与护板底座之间。
7.根据权利要求6所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述护板底座上设有供复位弹簧的一端套设的弹簧定位柱。
8.根据权利要求5—7的任意一项所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述护板的外侧设有加强肋。
9.根据权利要求1—7的任意一项所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：成对的两只所述弹片是由一片弹片体折弯形成，所述弹片通过弹片体中间的连接部分固定在连接器壳体上。
10.根据权利要求1—7的任意一项所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述弹片包括呈V形的主体部分和设置在主体部分端部的扩口部分，两只成对的弹片以主体部分的V形开口相向布置的方式设置，各弹片的主体部分与扩口部分的过渡处形成用于与PCB板上的接触镀层导通的导通部。
11.根据权利要求1—7的任意一项所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述连接器壳体远离弹片的一端设有插孔，插孔的孔壁上设有用于将插入的适配连接器固定在所述连接器壳体上的锁紧结构。
12.根据权利要求11所述的用于自动化装配的零插拔力连接器，其特征在于：所述锁紧结构为设置在插孔的孔壁上的螺钉。
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