CN1222059C - 用于电子设备中包含的钮扣电池的连接器 - Google Patents

Abstract

一种钮扣电池(30)，具有在其外围(32a)周围形成的环形正端子(32)，该电池通过固定在电路板上的连接器(50)与电路板(20)电气连接。连接器(50)包括一对接触正端子的弹性臂(51)、在臂的后侧形成的主支座(52)以及在臂的前侧形成的辅助支座(54)。用于支撑连接器的两个支座都通过焊接固定在电路板(20)的表面上。因为连接器在两侧被两个支座(52，54)支持，所以支座可以做得很小，只要足够保证连接器(50)固定在电路板(20)上的焊接强度就行。

Description

用于电子设备中包含的钮扣电池的连接器

发明领域

本发明涉及一种连接器，用于将钮扣电池电气连接到电子设备中包含的电路板，进一步涉及一种电子设备，该电子设备中使用所述连接器。

背景技术

图8A和8B示出用于将钮扣电池电气连接到包含在电子设备中的电路板的常规连接器的例子。由导电金属片制成的连接器500包括一对弹性臂51和用于支撑弹性臂51的支座502。该对弹性臂51接触钮扣电池的正端子，该正端子在围绕钮扣电池的外围形成。支座502通过焊接固定在电路板20的表面上。

支座502的大小(包括其长度L3)必须做成使连接器500通过焊接牢固地固定到电路板，能够承受将钮扣电池弹性地插入该对弹性臂51时所施加于连接器500的力。如果支座502不够大，它可能从电路板上剥落，从而不能保持电路板与钮扣电池的电气连接。此外，如果支座太小，当连接器500放置在电路板上焊接时，无法保持其在电路板上的水平姿态，因为弹性臂51与支座502之间的重力平衡不相等，从而连接器500向着弹性臂倒下。另一方面，又希望将支座502做得尽可能小，以节约电路板上的焊接区。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供一种改进的连接器，用于将钮扣电池连接到电路板。更具体地，本发明的目的是提供一种连接器，其支座能够保持其重力平衡，并能够节约电路板上的焊接空间。

一种电子设备中，如用于无线发送操作汽车的无钥匙车门系统的信号的发送器，包括钮扣电池。该钮扣电池具有围绕其外围形成的正端子和在该电池的平坦表面形成的负端子。该钮扣电池通过接触其正端子的正连接器和接触其负端子的负连接器电气连接到该电子设备中包含的电路板。两个连接器都通过焊接固定在电路板的表面上。

正连接器包括弹性地接触钮扣电池的正端子的一对弹性臂，连接在该弹性臂后侧(与电池位置相对的一侧)的主支座，和连接在该弹性臂前侧(与电池位置相同的一侧)的辅助支座。作为整体，正连接器由导电金属片整体构成。两个支座都在电路板表面上支撑正连接器，并且至少主支座是通过回流焊接固定在表面上的。可选地，两个支座都固定在表面上。

当连接器放置在表面上焊接时，正连接器由两个支座在电路板表面上支撑。因此，正连接器在电路板上能够保持其正确姿态，而不必仅仅为了保持连接器的姿态而增加支座大小。支座大小可以做成足以保证所需的与电路板的焊接强度。因此，在电路板上焊接正连接器的空间可以最小化。优选地，支座的形状采用矩形或多边形，以避免正连接器在回流焊接过程中相对于电路板转动。

钮扣电池可以保持在电路板上支持的电池保持器中，该保持器由绝缘树脂材料制成。在该情况下，与电池保持器整体形成端子盖，该端子盖位于辅助支座与电池负端子之间，以保证它们之间的绝缘。

根据本发明，支撑正连接器的支座可以做得很小，同时还能保证正连接器在焊接过程中保持正确姿态。通过对下面参考附图所描述的本发明优选实施例的理解，本发明的其它目的和特征将更加清楚。

附图简述

图1是用于汽车的无钥匙车门系统的发送器的剖面图；

图2示出除去外壳后，从图1所示的方向A看，用于将钮扣电池电气连接到电路板的连接器的平面图；

图3是本发明第一实施例的连接器的透视图；

图4A示出连接器的平面图；

图4B示出连接器的侧面图；

图5示出本发明第二实施例的用于保持钮扣电池的电池保持器和连接器的平面图，该电池保持器固定在电路板上；

图6示出图5所示电池保持器和连接器的剖面图；

图7A示出本发明第三实施例的连接器的平面图；

图7B为图7A所示连接器的侧面图；

图8A示出固定在电路板上的常规连接器的平面图；

图8B为图8A所示常规连接器的侧面图。

具体实施方式

下面参考图1-4B说明本发明的第一实施例。图1示出一种发送器，用于无线发送操作汽车的无钥匙车门系统的信号。在由一对树脂外壳10和11组成的盒式外壳中包含其上固定各种电子元件的印刷电路板20、钮扣电池30、用于将钮扣电池30连接到电路板20的连接器50、以及其它元件。

在电路板20的前表面，固定有集成电路60、晶体振荡器61、接触开关(tact switch)62、和其它元件。在电路板20的后表面，固定有用于连接正端子的连接器50和用于连接负端子的另一个连接器。连接器50与钮扣电池30的正端子32电接触，该正端子围绕钮扣电池30的外围32a形成。另一个连接器40与在钮扣电池30的平坦表面上形成的负端子31电接触。

树脂外壳10和11相互连接，在该数字外壳10和11之间布置水密封装70的外围边缘，以防止水进入壳体。操作接触开关62的按钮80布置在水密封装70的外部。通过按按钮80，从钮扣电池30向电子单元60-62提供电源。集成电路60响应按钮80的按压操作来控制晶体振荡器61，从而无线发送晶体振荡器61的用于操作无钥匙车门系统的信号。

参考图2，说明负端子连接器40的结构。连接器40是通过冲压导电金属片形成的，包括连接器基座41、环形弹簧元件42、以及一对连接元件43，这一切都是整体形成的。环形弹簧元件42通过一对连接元件43连接到连接器基座41。矩形连接基座41通过焊接固定到电路板20的后表面上，如图1所示。环形弹簧元件42沿弯曲线42a向钮扣电池30弯曲，使得环形弹簧元件42相对于连接器基座41弹性移动。在环形弹簧元件42上如图2所示的位置形成接触钮扣电池30的负端子31的一对触点42b。

下面参考图2、3、4A说明正端子连接器50的结构。连接器50通过冲压金属片形成。用铜合金，如镀镍以及进一步镀金的磷铜或铍铜作为所述金属片。可选地，可以使用镀银的不锈弹簧片等。厚度为0.1-0.3mm的金属片适合做连接器50。在该特定实施例中，使用厚度为0.2mm的金属片。连接器50包括一对弹性臂51、向该弹性臂弯曲的主支座52、和通过连接部分53连接到弹性臂的辅助支座54。连接器50的这些部分都是整体形成的。

弹性臂51是关于主和辅助支座52、54对称形成的，且每个臂51的顶端形成一个触点51a。触点51a被弹性臂51的弹力压在围绕钮扣电池30的外围32a形成的正端子32上。每个触点51a具有与正端子32接触的弧形表面。每个触点51a必须被压在正端子32上，以获得要求的最小接触压力，如50克，以便形成良好电接触。弹性臂51的弹簧常数设置为获得要求的最小接触压力。

主支座52位于弹性臂51后侧，即，与电池侧相对的一侧。主支座52通过焊接连接到在电路板20上形成的焊区20a(如图2所示)。辅助支座54位于前侧，即电池侧，并通过连接部分53连接到弹性臂51，该连接部分53具有成U形弯曲的连接部分51c。辅助支座54通过焊接连接到在电路板20上形成的焊区20b。最好至少将主支座52或辅助支座54中的一个做成矩形，以防止在焊接过程中，连接器50相对于电路板20转动。在该特定实施例中，支座52和54都是矩形，如图所示。

主支座52在弯曲部分51b从弹性臂51弯曲，形成相对于弹性臂51的直角(90°)。辅助支座54在弯曲部分51b从连接部分53弯曲，形成相对于连接部分53的直角。连接部分53通过U形弯曲部分51c连接到弹性臂51，并平行于弹性臂51延伸。

因为支座52和54都是通过焊接固定到电路板上，所以当钮扣电池30用力插入一对弹性臂51之间的空间时，连接器50牢固地支撑在电路板20上。支座52、54的大小设置为能够保证充分焊接强度的最小尺寸，以节约电路板20上的焊接空间。因为连接器50由主支座52和辅助支座54共同支撑，所以与常规的单个支座连接器相比，两个支座的大小都可以很小。连接器50在装配过程中是自动被放置在电路板20上的。即，自动装配机的吸嘴吸住连接器50的主支座52。因此，主支座52的大小应当足以被吸嘴吸住。

如果当钮扣电池30被固定到其位置上时，连接部分53接触钮扣电池30的外围32a，要求的正端子32与触点51a之间的最小接触压力可能无法获得。为了避免这种情况，在外围32a和连接部分53之间提供一个空隙CL1，如图1和2所示。空隙CL1的大小设定为可以吸收连接器50的偏移。因此，可以可靠避免外围32a和连接部分53之间的接触。

另一方面，如果由于作用于钮扣电池30的强冲击或振动，钮扣电池30受到逆着负端子连接器40的环形弹簧42的弹力而向着电路板20方向的异常大的压力，则负端子31的外围可能接触辅助支座54的端部。如果发生这样的情况，则钮扣电池被短路。为了避免该情况，在负端子31的外围和辅助支座54的端部之间提供一定的空隙CL2，如图1和2所示。

下面简单解释制造连接器50的过程和在电路板20上固定连接器50的过程。从一个金属片上冲压出用来形成连接器50的十字形片。然后，通过压制工艺弯曲成主支座52和辅助支座54，并且包括触点51a的弹性臂51被做成相应的形状。然后，对连接器50进行热处理，以消除其中保留的应力，并给弹性臂51一个预定的弹簧常数。最后，对连接器50镀金。这样制成的连接器50被装配机器用其吸嘴吸住主支座而自动拾取。主支座52和辅助支座54分别被自动放置在被焊药覆盖的焊区20a和20b上。然后，其上放置有连接器50的电路板20被放入炉中，通过在回流工艺下焊接，将支座52和54连接到相应的焊区20a和20b。这样，连接器50就被牢固安装在电路板20上。

如上所述，弹性臂51由两个支座支撑，即，在弹性臂51后侧形成的主支座52和在前侧形成的辅助支座。因此，连接器50在前侧和后侧之间具有良好的重力平衡，而不必将主支座的长度做成象常规支座502一样长。因此，在焊接过程中，连接器50可以放置在电路板20上，正确保持其水平姿态。换句话说，不必增加支座52和54的大小来获得连接器50的重力平衡。因此，可以使电路板20上用于焊接支座52和54的空间较小。

如图4A和4B所示，主支座52的长度L1比图8A和8B所示常规连接器500的支座502的长度L3短。如图4A和4B所示，辅助支座54的长度为L2。主支座52和辅助支座54的总的焊接区基本上等于常规支座502的焊接区。此外，因为上述实施例的支座52和54的形状为矩形，因此，防止了在回流焊接过程中连接器50相对于电路板20的转动。但是，支座52和54的形状不限于矩形，其可以为其它多边形。因为连接器50由两个支座52和54支撑，其在回流焊接过程中的转动被进一步有效抑制。而且，很容易由自动装配机将连接器50放置在电路板20上正确的位置，因为矩形支座52和54的边很容易被自动装配机中的图像识别装置识别。

下面参考图5和6说明本发明的第二实施例。该实施例中，在树脂外壳10和11中还包括由绝缘树脂材料制成的电池保持器90，其它结构与第一实施例中相同。图5只示出负端子的连接器40、正端子的连接器50和电池保持器90。图6示出从图5中的直线VI-VI截切图5所示元件所获得的局部剖面图。

端子盖91与电池保持器90整体形成，并位于钮扣电池30的辅助支座54和负端子31之间。因此，辅助支座54就与负端子31可靠绝缘。用于保持钮扣电池30的钩子92也与电池保持器90整体形成，钮扣电池30与钩子92接触并被保持在电池保持器90中，如图6所示。电池保持器90还包括开口90a和90b，通过这些开口，固定在电路板20上的连接器40和50暴露于钮扣电池30。除了对应于开口90a和90b的部分外，电路板20被电池保持器90覆盖。

电池保持器90由与电路板20配合的钩子93保持在电路板20上。电池保持器90还通过将在电池保持器90的外围形成的凸起94插入树脂外壳10和11之间而固定到树脂外壳10和11。因为端子盖91做成电池保持器90的一部分，所以不必将端子盖91做成附加部分。钮扣电池30的负端子31和钮扣电池30之间可以通过布置端子盖91而可靠绝缘。

下面参考图7A和7B说明本发明的第三实施例。在本实施例中，辅助支座直接连接到弹性臂51，而主支座52通过连接部分53连接到弹性臂51。其它结构与第一实施例中相同。换句话说，连接部分53位于弹性臂51的后侧(与电池相对的一侧)。主支座52在弯曲部分51g弯曲成直角，并延伸到弹性臂51的后侧。连接部分53通过U形部分51f连接到弹性臂51。辅助支座54在弯曲部分51e弯曲成直角，并向弹性臂51的前侧(电池侧)延伸。

本发明不限于以上描述的实施例，而是可以进行各种改动。例如，尽管在前述实施例中，支座52和54都是焊接在电路板20上的，但也可以仅仅将主支座52焊接在电路板20上。尽管在前述实施例中，主支座52位于弹性臂51的后侧，而辅助支座54位于前侧，但支座52和54的位置可以相对于弹性臂51颠倒。即，主支座52可以位于前侧，而辅助支座54位于后侧。弹性臂的数目不限于2。一对弹性臂51可以用单个弹性臂代替。支座52和54的矩形或多边形可以用圆形代替，只要通过其它方式防止了在回流焊接过程中连接器50转动。触点51a的弧形表面可以改为圆形凸起。尽管本发明在前述实施例中应用于无钥匙车门系统的发送器，但本发明也可以应用于其它电子设备，如控制引擎操作的发送器。

尽管以上参考优选实施例对本发明进行了说明，但本领域的技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对其形式和细节进行各种改变。

Claims (12)

1.一种连接器(50)，用于将钮扣电池(30)的正端子(32)电气连接到包含在电子设备中的电路板(20)，该正端子是围绕所述钮扣电池的外围形成的，该连接器包括：

接触所述正端子(32)的弹性臂(51)；

主支座(52)，用于支撑弹性臂，该主支座在弹性臂的后侧形成，在这一侧没有钮扣电池，并且该主支座焊接在电路板(20)的表面上；和

辅助支座(54)，用于支撑弹性臂，该辅助支座在弹性臂的前侧形成，在这一侧将放置钮扣电池，并且该辅助支座支撑在电路板(20)的表面上，其中：

弹性臂(51)、主支座(52)和辅助支座(54)是整体由导电金属片制成的。

2.如权利要求1的连接器，其中：

所述辅助支座(54)也是焊接在电路板的表面上的。

3.如权利要求1或2的连接器，其中：

接触钮扣电池正端子的弹性臂(51)由一对关于主支座(52)对称布置的臂构成。

4.如权利要求3的连接器，其中：

在所述一对臂的每个臂的端部形成圆形表面的触点(51a)，该端部距离主支座(52)最远。

5.一种电子设备，包含支撑在电路板(20)上的钮扣电池(30)，其中：

该钮扣电池(30)由权利要求1限定的连接器(50)电气连接到电路板(20)。

6.一种电子设备，包含支撑在电路板(20)上的钮扣电池(30)，其中：

该钮扣电池(30)由权利要求2限定的连接器(50)电气连接到电路板(20)。

7.一种电子设备，包含支撑在电路板(20)上的钮扣电池(30)，其中：

该钮扣电池(30)由权利要求3限定的连接器(50)电气连接到电路板(20)。

8.一种电子设备，包含支撑在电路板(20)上的钮扣电池(30)，其中：

该钮扣电池(30)由权利要求4限定的连接器(50)电气连接到电路板(20)。

9.如权利要求5的电子设备，其中：

辅助支座(54)焊接在电路板(20)的表面上。

10.如权利要求5的电子设备，其中：

所述电子设备是用于无线发送操作电子设备的信号的发送器。

11.如权利要求5、6、8、9或10的电子设备，其中：

所述钮扣电池(30)保持在电路板(20)上支撑的电池保持器(90)中；

该电池保持器(90)由绝缘材料制成，包括与该电池保持器整体做成的端子盖(91)；和

该端子盖(91)位于辅助支座(54)和钮扣电池的负端子(31)之间，从而保证负端子与辅助支座之间的绝缘。

12.如权利要求7的电子设备，其中：

所述钮扣电池(30)保持在电路板(20)上支撑的电池保持器(90)中；

该电池保持器(90)由绝缘材料制成，包括与该电池保持器整体做成的端子盖(91)；和

该端子盖(91)位于辅助支座(54)和钮扣电池的负端子(31)之间，从而保证负端子与辅助支座之间的绝缘。

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