CN1685570A - 印刷电路衬底连接用连接器和采用该连接器的连接装置 - Google Patents

Abstract

一种印刷电路衬底连接用连接器，其包括将触点部和衬底连接用端子通过弹簧体连接的接触端子(40a～40x)；接纳该触点部的活动外壳(20)；固定该衬底连接端子的固定外壳(30)，在贯穿上述活动和固定两个外壳的通孔中，插入增强销(50a、50b)。另外，在上述活动和固定外壳上安装上述接触端子(40a～40x)，以规定间距将两个外壳间隔开，将它们通过上述弹簧体连接。由此，由于通过增强销，限制活动外壳的活动方向，故可顺利地吸收从垂直方向作用于连接器外壳上的冲击力。

Description

印刷电路衬底连接用连接器和 采用该连接器的连接装置

技术领域

本发明涉及印刷电路衬底连接用连接器和采用该连接器的印刷电路衬底连接装置，更具体地说，本发明涉及印刷电路衬底连接用连接器和衬底连接装置，其中，即使在较强的冲击力作用于连接器外壳上的情况下，仍不在印刷电路衬底和接触端子的焊接部，产生裂缝。

背景技术

在过去，人们知道有下述的衬底连接装置，其用作以机械方式将多块印刷电路衬底连接，并且将装载于这些印刷电路衬底上的电子器件导通的连接机构采用可自由装卸的一对电连接器，将它们安装于印刷电路衬底上，进行连接。

图7表示在JP实开平6-44063号文献中描述的一对印刷电路衬底连接用电连接器和衬底连接装置，其为一对电连接器分别安装于印刷电路衬底上，进行连接的状态的剖视图。

该衬底连接用电连接器由一对电连接器1、6构成，两者具有可相互装卸的结构。其中一个电连接器1包括保持接触端子4的触点部4a的触点部外壳2与后部外壳3，该后部外壳3独立于上述触点部外壳，保持连接端子4的后部4c，接触端子4的触点部4a插入触点部外壳2中，接触端子4的后部4c分别插入后部外壳3中，通过柔性连接部4b，将触点部外壳2和后部外壳3连接。另外，接触端子4由后部的引出位置不同的2种构成，多个接触端子具有按照下述方式安装于两个外壳2、3上的结构，该方式为：后部4d、4d′呈交错状引出。

另外，另一电连接器6也包括保持接触端子的外壳7，与安装于外壳内部的接触端子8。一对电连接器1和6分别安装于印刷电路衬底5或9上，在该安装中，象图7的电连接器1和印刷电路衬底5的连接实例中所看到的那样，接触端子4的后部4d、4d′插入印刷电路衬底5的相应开孔中，在印刷电路衬底的内面，焊接于铜箔图案5a、5a处，同样，另一电连接器6也通过焊锡等固定于另一印刷电路衬底9上。

如果采用该方案，即使在由于将电连接器安装于印刷电路衬底上时产生的安装误差或器件的设计上的误差等原因，另一印刷电路衬底9相对印刷电路衬底5的位置相对预定的位置，发生错位的情况下，触点部外壳2和后部外壳3由单独件形成，两者通过柔性连接部4b连接，由此，因该柔性连接部4b的柔性变形，可吸收该间距差，两个连接器可不困难地相互连接。但是，由于可仅仅通过接触端子的柔性连接部4b的挠曲变形吸收间距差，故具有可减小吸收时的位移荷载的优点。

但是，虽然上述电连接器1可吸收两个连接器连接时的错位，然而，在从与印刷电路衬底5相垂直的方向，即，从触点部外壳2的基本正上方碰到障碍物等，对该外壳部分作用较强的冲击力的场合，因该冲击力，在焊接部5a、5a′处产生裂缝。

即，来自垂直方向的冲击力从触点部外壳2经柔性连接部4b和后部外壳3传递到端子部4d、4d′和铜箔图案的焊接部5a、5a′。于是，由于从机械方面来说，该焊接部5a、5a′为最薄弱的部位，故较强的冲击力传递给该部分，因该冲击力在焊接部产生裂缝，造成电接触不良。

在多个区域确认来自垂直方向的冲击力与从与印刷电路衬底相平行的方向施加的冲击力相比较，容易产生焊锡裂缝。

另外，因来自垂直方向的冲击力，柔性连接部4b永久变形，不仅无法吸收上述的错位，而且与其它的连接端子的连接也不稳定，还造成电接触不良。

本发明是为了消除已有技术所具有的课题而提出的，本发明的目的在于提供一种印刷电路衬底连接用连接器，其以可活动的方式将一对连接器外壳定位而固定，牢固地安装于印刷电路衬底等上。

此外，本发明的目的在于提供一种印刷电路衬底连接用连接器，其吸收与其它的连接器的错位，并且可吸收从安装衬底的垂直方向作用于连接器外壳上的冲击力。

还有，本发明的目的在于提供一种印刷电路衬底连接用连接器，其在冲击力作用于连接器外壳上时，不对与对方连接器的接触部造成影响，具有稳定的接触可靠性。

再有，本发明的目的在于提供一种印刷电路衬底连接用连接器，其使接触端子与连接器外壳的安装密度提高。

另外，本发明的目的在于提供一种印刷电路衬底连接装置，其防止在印刷电路衬底和接触端子连接部的连接焊接部处产生裂缝。

发明内容

本发明的印刷电路衬底连接用连接器包括将触点部和衬底连接用端子通过弹簧体连接的接触端子；接纳该接触端子的触点部的活动外壳；固定该接触端子的衬底连接端子的固定外壳，其特征在于在上述活动和固定外壳中，开设有贯穿该两个外壳的通孔，增强销插入该通孔中，上述活动外壳可相对上述固定外壳在规定的范围内上下运动，同时在上述活动和固定外壳上，安装有上述接触端子，两个外壳按照规定间距间隔开，通过上述弹簧体连接。

另外，最好，上述弹簧体由吸收冲击的柔性板状体形成，将一个乃至多个其形状基本呈横向U字形的弹簧体或发条状弹簧体串联。最好，上述活动外壳和固定外壳之间的间距为在上述弹簧体产生挠曲变形时，不产生永久变形的间距值。

此外，最好，上述通孔形成于上述活动和固定外壳的两端部，另外，上述增强销的长度为在上述活动和固定外壳以规定间距间隔开而叠置的状态，以规定距离从该外壳的上下面突出的长度。

通过上述方案，增强销插入固定外壳的通孔中，增强销固定于该通孔内部，另外，该增强销插入活动外壳的通孔内。于是，活动外壳通过增强销，沿规定的轨道而排列对齐，相对固定外壳，实现正确的定位。然后，将接触端子安装于活动和固定外壳上，通过弹簧体，以规定间距将两个外壳间隔开，将它们连接。

由此，活动外壳通过增强销限制活动外壳的运动方向，这样，特别是即使在发生左右方向的冲击力的情况下，与对方侧触点接触的弹性舌片仍不打开，可获得稳定的接触可靠性。

另外，即使在该冲击力从活动外壳的基本正上方向作用的情况下，因冲击力活动外壳下降，在几乎该下降的同时，冲击力还传递给连接端子的弹簧体，该弹簧体挠曲，通过该挠曲吸收冲击力。由此，使作用于连接用端子部上的冲击力急速地衰减，在将连接用端子部焊接于印刷电路衬底上的场合，在该焊接部上不作用较大的冲击力，可防止焊接部的裂缝的发生。

另外，由于活动和固定外壳的间隙设定为在弹簧体挠曲变形、吸收该冲击力时不永久变形的间隙宽度，故可防止因该冲击力弹簧体损伤的情况，另外，由于增强销在游动地嵌合的状态插入活动外壳穿孔的内部，故在与另一连接器(图示省略)连接时，即使在发生错位的情况下，仍可吸收该错位。

此外，通过将增强销的底端焊接于印刷电路衬底上，连接器和印刷电路衬底的连接牢固。由于与印刷电路衬底的机械连接力增加，故即使在从水平方向对连接器、衬底施加冲击力的情况下，由于通过增强销牢固地将连接器连接于该印刷电路衬底上，故通过该增强销承受冲击力，该冲击力不影响接触端子，另外，在与另一连接器连接时，即使在连接器之间错位的情况下，活动外壳仍上下运动，故可自动地吸收错位，可实现连接端子之间的顺利的连接。

如果采用该弹簧体，即使在较强的冲击力作用于弹簧体上的情况下，由柔性板状体形成的弹簧体发生挠曲变形，吸收该冲击力。另外，将1个乃至多个基本呈横向U字形状的弹簧体或发条状的弹簧体串联选择弹簧体的个数，由此，可对应连接器的使用环境应对各种冲击力。

本发明的印刷电路衬底连接用连接器的特征在于活动外壳的触点接纳部通过多层的架体形成，在各架体上间隔开地排列有多个触点部，并且在上述固定外壳上固定衬底连接端子。另外，最好，上述接触端子中的由薄板状体形成的弹簧体和衬底连接用端子的横向宽度窄于触点部的宽度。通过该方案，可在按照多层开设的开孔排的各开孔中，接纳接触端子的触点部，并且，通过固定外壳，固定连接于触点部上的连接用端子部，通过多层的开孔排的设置，可提高接触端子在外壳上的安装密度。

最好，本发明的印刷电路衬底的特征在于其采用上述的电连接器，将电连接器的衬底连接用端子和增强销的一端焊接连接。另外，最好，按照上述增强销的另一端定位于电子设备外壳上的方式使用。即，增强销的突出的部分中的底端突出部固定于印刷电路衬底上，根据需要，按照顶端部相对安装连接器的设备而定位的方式使用。如果象这样构成，可在不在电子设备中错位的情况下，设置安装了连接器的印刷电路衬底的组件。

附图说明

图1表示本发明的一个实施例的印刷电路衬底连接用连接器，图1(A)为从正面观看该连接器的外观立体图，图1(B)为从背后观看的外观立体图；

图2表示图1的连接器的剖面，图2(A)为沿图1中的A-A线的剖视图，图2(B)为沿图1中的B-B线的剖视图，图2(C)为沿图1中的C-C线的剖视图；

图3表示图1的连接器的活动外壳，图3(A)为从正面观看该外壳的外观立体图，图3(B)为从背后观看的外观立体图；

图4表示图1的连接器的固定外壳，图4(A)为从正面观看该外壳的外观立体图，图4(B)为从背后观看的外观立体图；

图5表示图1的接触端子，图5(A)为安装于活动外壳的底层接纳部中的接触端子的立体图，图5(B)为安装于顶层接纳部中的接触端子的立体图；

图6表示图1的增强销的外观立体图；

图7表示已有技术的印刷电路衬底连接用连接器和衬底连接装置，其为一对电连接器分别安装于印刷电路衬底上，实现连接的状态的剖视图。

具体实施方式

下面根据附图，对本发明的一个实施例进行描述。

在图1～图4中，印刷电路衬底连接用连接器10由通过活动外壳20和固定外壳30形成的一对外壳，连接两个外壳的一对增强销50a、50b，固定保持于两个外壳内部的多个电接触端子40a～40x、40a′～40x′构成。两个外壳20、30基本呈细长的长方体状，通过合成树脂材料成形，按照在组装时，活动外壳20以规定距离y间隔开的方式放置于固定外壳30上的方式，在成形时，在通过连接部件(图中未示出)连接的状态预先将两者成一体成形，在成形后切除该连接部件。显然，也可从最初分别对两个外壳进行成形。

在活动外壳20的纵轴向的两端，分别形成有固定基部22a、22b，在各固定基部上分别开设有通孔23a、23b。该通孔23a、23b为使后述的增强销穿过的孔，其直径稍稍大于增强销的外径，在增强销插入该通孔中的状态，至少活动外壳20按照可上下运动的尺寸形成。

在该活动外壳20中，两端的固定基部22a、22b之间的长方体状的壳体向正面方向突出，在该突出部的内部形成有接纳多个接触端子的接纳部。该接纳部由安装接触端子的触点部的上下两层的架体与接纳接触端子的弹簧体的槽部形成。该接纳部在活动外壳20的背后，在各架体的顶壁面上，按照多组24a′～24x′、25a′～25x′而形成使多个接触端子的触点部间隔开而排列的一对肋，另外，在活动外壳20的底壁面上，形成供接触端子的弹簧体插入的多个槽部26a～26x。

另外，在活动外壳的正面中，形成供其它的连接器的接触端子(图示省略)插入的多个开口24a～24x和25a～25x，在底壁面形成供接触端子的弹簧体插入的多个槽部26a～26x。

在固定外壳30中，在两端的固定基部32a、32b上形成有使增强销穿过的通孔33a、33b，将接触端子的触点部接纳于该固定基部之间的多个槽部。该通孔对应于后述的增强销的外径而形成，其形状可为圆形、椭圆形、四边形等的任何形状。另外，该通孔的内径基本接近增强销的外径，在增强销插入该通孔中的状态，增强销的外周面与通孔的内周面接触。另外，该槽部按照基本和与固定外壳的纵轴向相垂直的方向相平行的方式并设。在其形状中，交替地排列有与内外面连通的槽部，与外面部覆盖的槽部。

在这些槽部中，在槽部34a～34x中插入安装于上述顶层架体上的接触端子的弹簧体，在该槽部34a′～34x′中插入安装于上述底层架体上的接触端子的弹簧体。另外，接纳部由2层的架体形成，但是，并不限于该层数，也可由1层或3层以上的架体形成。

图5表示接触端子，图5(A)为安装于活动外壳的底层接纳部中的接触端子的立体图，图5(B)为安装于顶层接纳部中的接触端子的立体图。安装于活动外壳的底层接纳部上的多个接触端子40a～40x分别具有相同的形状。于是，代表它们，对一个接触端子40a进行描述。

该接触端子由连接接触部41a和连接用端子43a的弹簧体42a形成，采用导电性薄板状体通过冲压加工而形成。弹簧体42a由导电性薄板状体形成，具有柔性，具有在从活动外壳的基本正上方向对该外壳施加冲击力时，发生挠曲变形、吸收冲击力的功能。

接触部41a位于薄板状体的一端，由平坦舌片44a′和2条从狭缝部分向上方基本垂直地弯曲的弹性舌片45a、45a′构成，两弹性舌片按照相互接近的方式弯曲。由于弹性舌片沿相互接近的方向弯曲，故如果将另一连接器的触点部(图示省略)插入其间，则可通过该弹性舌片45a、45a′和平坦舌片44a′形成良好的电接触。另外，触点部的形状可对应于其它的连接器的触点部的形状，按照任意的形状变形。由于这些触点部的形状已是公知的，故省略对其的描述。

弹簧体42a和连接用端子43a通过弯曲加工，形成从平坦部44a弯曲垂下的宽度为平坦部44a的基本一半的细片47a。该细片47a从相对平坦部44a弯曲垂下的部分，按照图5(A)中的左侧部删除的宽度形成。弹簧体42a形成由垂下细片47a沿平坦舌片44a′的方向弯曲而基本呈横向U字形的弹簧体，基本呈横向U字形的弹簧体由多个串联连接的弹簧体48a、48a′形成。由于弹簧体42a由多个横向U字形的弹簧体48a、48a′形成，故在经过活动外壳20对弹簧体42a施加冲击力的场合，处于从上方将横向U字形的弹簧体压坏的状态吸收冲击力。另外，如果冲击力消除，则弹簧体42a通过本身的恢复力返回到基本U字状，按照规定间距使活动和固定外壳离开。标号46a表示形成于平坦部44a的两侧部的舌片的一侧，该舌片插入活动外壳的开孔槽中，实现接触端子的定位功能。

另外，连接用端子部43a从弹簧体48a′的途中弯曲地垂下，插入印刷电路衬底(图示省略)的开孔中，该端子部布线于该印刷电路衬底的内面，具有可与铜箔图案焊接的长度。

此外，多个接触端子40a′～40x′为接纳于活动外壳的顶层接纳部的接触端子，具有同一形状。作为代表，对一个接触端子40a′进行描述。该接触端子40a′具有基本相同的形状，不同之处在于垂下细片47a′和弹簧体42a′的结构。于是，省略与接触端子40a共同的触点部41a′、接触端子部43a′的描述，对不同的部分进行描述。

垂下细片47a′具有平坦部44a′的宽度的基本一半的宽度，呈图5(B)中的右侧部删除的形状，在接触端子40a、40a′邻接地设置的场合，细片47a′和前述的细片47a按照平坦部44a′、44a，换言之，在薄状板体的一半的宽度形成，由此，在并设两细片47a′、47a时，两细片的宽度的总值与薄状板体的宽度和触点部41a、41a′的宽度基本相同，在触点部41a、41a′设置于活动外壳的顶底层的开孔中时，各端子用连接部在触点部的宽度范围内固定于固定外壳上。于是，可高密度地将接触端子安装于外壳上。

弹簧体42a′由从平坦部44a′弯曲垂下的细片47a′进一步朝向平坦舌片44a″的方向弯曲，将基本横向U字形的弹簧体按照多个串联的弹簧体48a″、48a、48a形成。在本形式中，由于3个U字形的弹簧体串联，故可更加有效地良好地吸收冲击力。

另外，连接用端子43a′从弹簧体48a的途中弯曲垂下。其长度具有基本相同的长度，但是该垂下位置设置于与连接用端子不同的位置，多个接触端子安装于外壳上，此时，各连接用端子交替地呈交错状设置。

还有，在这里描述的弹簧体为基本呈U字形的弹簧体，但是并不限于此形状，比如，可按照发条状弹簧体等的任意形状变更。由于弹簧体已经是公知的，故省略对任意的形状的描述。接纳于活动外壳的顶底层的接纳部中的多个接触端子的触点部的形状相同，但是，弹簧体和连接用端子的形状不同。

图6为增强销的外观立体图。由于图1所示的一对增强销50a、50b具有相同的形状，故作为代表对1个增强销50a进行描述。增强销50a为基本呈圆柱状的杆体，采用金属材料的带凸缘的销。对于其形状，按照在接近端部的位置鼓出的方式形成凸缘部52a，以该凸缘部52a为边界，前端部51a较长，后端部53a具有较短的长度，前端部51a的直径稍稍短于各通孔23a的直径，在该增强销50a嵌插于该通孔23a中的状态，至少活动外壳20按照可顺利地上下运动的直径形成。另外，凸缘部不是一定必要的，即使在普通的杆状的销的情况下，仍没有问题。在本实施例中，增强销50a由基本呈圆柱状的杆体形成，但是，对于本发明，其形状是任意的。

另外，前端部51a的长度大于插入各通孔23a中时叠置的活动和固定外壳20、30的高度，按照该前端部从活动外壳的顶部表面突出，在将连接器安装于电子设备上时，根据其与设备的外壳(图示省略)的关系，实现进行定位的功能的长度而设定。另外，后端部53a的长度也按照嵌插于印刷电路衬底的开孔(图示省略)中，可定位而固定连接器的长度设定。图1表示在增强销中前端部51a和后端部53a嵌插于活动和固定外壳20，30的通孔23a、23b中，端部的前端从两个外壳的表面和底面突出的状态。

下面参照图1和图2，对连接器的组装方法进行描述。

将2个增强销50a、50b分别插入固定外壳的通孔33a、33b和活动外壳的通孔23a、23b中，将固定外壳和活动外壳以规定间距间隔开，并且活动外壳以可活动的方式叠置于固定外壳上。通过该叠置，在固定外壳和活动外壳叠置的对置面上形成槽部。

在该叠置的状态，配备多个连接用端子的位置不同的连接端子40a、40a′，从两个外壳的背面，将触点部接纳于活动外壳20的上下架体中，将横向U字形的弹簧体压入形成于2个外壳之间的槽部中，将连接端子部插入而固定于固定外壳的槽部。通过各接触端子的安装，两个外壳按照以规定的间距y间隔开的方式，通过弹簧体连接，但是，该间距y按照在两个外壳接触时，弹簧体不产生永久变形的距离设定。另外，连接端子部43a、43a′相对固定外壳的底壁面，呈交错状相互错开地引出。

将象这样组装的连接器安装于印刷电路衬底(图示省略)上。

在印刷电路衬底上，预先对应于增强销和各接触端子的位置，开设插入增强销的底部前端和连接用端子部的多个开孔，将增强销和连接用端子部插入这些开孔中，将其焊接于印刷电路衬底上。印刷电路衬底和连接用端子部之间的焊接与图7所示的已有技术相同。另外，可根据需要，增强销的顶端部实现在其与使用设备之间进行定位的功能。

如果采用该方案，由于活动外壳和固定外壳以规定间距y间隔开，通过弹簧体连接，并且固定外壳的两端通过坚固的增强销而固定，故活动外壳相对固定外壳能正确地定位，同时，即使轨道稍稍偏离的情况下仍可将其修正，另外，在将安装有连接器的衬底组件安装于设备上时，其通过增强销而定位。

此外，由于在与其它的连接器(图示省略)连接时，即使在错位的情况下，活动外壳仍相对固定外壳上下运动，故可简单地吸收错位。还有，由于即使在从活动外壳的正上方碰撞妨碍物等对活动外壳施加较强的冲击力的情况下，仍通过接触端子的弹簧体吸收该冲击，使其衰减，故可防止焊接安装部的裂缝的发生。另外，由于在活动和固定外壳的间隙y按照在使该两个外壳间隔开，对置面接触的状态，弹簧体不产生永久变形的长度设定，故即使在对弹簧体施加较强的冲击力的情况下，弹簧体仍不产生永久变形。

Claims (10)

1.一种印刷电路衬底连接用连接器，其包括将触点部和衬底连接用端子通过弹簧体连接的接触端子；接纳该接触端子的触点部的活动外壳；固定该接触端子的衬底连接端子的固定外壳，其特征在于在上述活动和固定外壳中，开设有贯穿该两个外壳的通孔，增强销插入该通孔中，上述活动外壳可相对上述固定外壳，在规定的范围内上下运动，同时在上述活动和固定外壳上安装有上述接触端子，两个外壳按照规定间距间隔开，通过上述弹簧体连接。

2.根据权利要求1所述的印刷电路衬底连接用连接器，其特征在于上述通孔的内径为基本接近上述增强销的直径的值。

3.根据权利要求1或2所述的印刷电路衬底连接用连接器，其特征在于上述弹簧体由吸收冲击的柔性板状体形成。

4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的印刷电路衬底连接用连接器，其特征在于上述弹簧体为按照1个至多个将基本横向U字形的弹簧体或发条状弹簧体串联的部件。

5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的印刷电路衬底连接用连接器，其特征在于上述活动外壳和固定外壳之间的间距为在上述弹簧体产生挠曲变形时不产生永久变形的间距值。

6.根据权利要求1～5中的任何一项所述的印刷电路衬底连接用连接器，其特征在于上述增强销的长度为在上述活动和固定外壳以规定间距间隔开而叠置的状态，以规定距离从该外壳的上下面突出的长度。

7.根据权利要求1～6中的任何一项所述的印刷电路衬底连接用连接器，其特征在于在上述活动外壳中，触点接纳部通过多层的架体形成，在各架体中间隔开地排列有多个触点部，同时在上述固定外壳上固定衬底连接端子。

8.根据权利要求7所述的印刷电路衬底连接用连接器，其特征在于上述触点部通过薄板状体形成，弹簧体和衬底连接用端子的横向宽度小于该触点部的宽度。

9.一种印刷电路衬底连接装置，其特征在于该印刷电路衬底连接装置采用权利要求1～8中的任何一项所述的连接器，将上述衬底连接用端子和上述增强销的一端焊接于印刷电路衬底的铜箔图案上。

10.根据权利要求9所述的印刷衬底连接装置，其特征在于上述增强销的另一端定位于电子设备外壳上。

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