專利名稱：電路板鎖定器組件的制作方法
支座式電路板鎖定器常常用于將接插器外殼固定在電路板上方預定的距離上，使電路板鎖定器鎖定在電路板上。支座式電路板鎖定器通常具有一個抵靠電路板上表面的肩部和多個固定腳，固定腳穿過電路板孔，壓靠在孔壁的下端上以阻止脫離電路板的向上移動。雖然金屬片夾通常用于固定電路板齊平的接插器，但是，支座式電路板鎖定器要求一個支座部分，它將接插器外殼凸緣牢固地支承在電路板上方一定距離處，這一般要求有一個機加工的金屬件。這種機加工的金屬件包括在車床上低成本加工的重要回轉表面，但也包括在下部構成撓性固定腳的非回轉表面以便與電路板接合。上述固定腳不是在車床上加工的，這顯著地增加了支座式電路板鎖定器的制造成本。這樣形成的固定腳與金屬片夾相比撓性不佳，也不能固定在不同尺寸的電路板上。
本發明的目的在于提供一種支座式電路板鎖定器，它制造成本低廉，可固定在具有一定范圍的直徑的電路板上，使鎖定器可用在不同厚度的電路板上，也可以使用螺栓—螺母將接插器固定在電路板上。
按照本發明的一個實施例，提供一種成本低，多用性的支座式電路板鎖定器及其裝配方法。這種電路板鎖定器包括一個夾，它具有一個安裝區和從安裝區下垂以便插入電路板孔，且壓靠在孔壁上的固定腳。這種電路板鎖定器還包括一個支座，支座的下端壓靠電路板，支座的上端用于安裝接插器，支座還包括形成接納夾的安裝區的垂向孔的孔壁。支座孔的孔壁將夾的安裝區固定在支座肩部上方的預定距離上，以便使固定腳的下部有固定的高度。支座是由車床加工的具有主要回轉表面的零件，而夾是金屬片制成的變形件。支座可以在一次鉚壓操作中使上凸緣和中間凸緣變形，從而固定在夾和接插器外殼凸緣上。
現對照以下附圖詳述本發明。
圖1是本發明包括一接插器、一電路板和兩個支座式電路板鎖定器的組合的分解立體圖；圖2是圖1所示組合在完全裝配好時的局部剖視圖；圖3是圖2所示的電路板鎖定器的支座和夾的分解立體圖；圖4是圖2所示支座在裝配夾之前的剖視圖；圖4A是圖4所示的支座的一部分的放大圖；圖5所示的剖視圖表示在組裝的一個步驟中，圖2所示的支座和夾，以及在組裝中所用的模具部分；圖6與圖5類似，但是表示在組裝后的支座和夾，以及處于完成組裝后的位置上的模具；圖7所示剖視圖表示圖4的支座處于另一種固定方式中。
圖1中示出一電路板10，一接插器12和兩個支座式電路板鎖定器14，16。電路板具有一對板孔20，22，接插件具有一外殼24，外殼24上有一凸緣26，凸緣26上有一對殼孔30，32。每個板鎖定器具有一個在殼孔之一安裝在凸緣上的上端34。每個板鎖定器還具有一下端36，下端36包括多個可彎曲的固定腳38，其用于接入板孔20以便壓緊在孔壁上，并固定板鎖定器，從而使接插器固定在電路板上。接插器具有多個帶尾端40的觸點，尾端40置入電路板的鍍孔42中，以便連接電路板上的金屬跡線(未畫出)。
板鎖定器14包括一支座50和一分離式夾52。如圖2所示，夾52具有一安裝區54并具有多個從安裝區下垂的固定腳56，其上有鎖定在電路板上的下腳部58。圖示的夾具有四個固定腳，每個固定腳具有一個向外彎曲的緣部60，當與電路板的下表面64相交時，緣部60抵靠在電路板孔壁的下緣62上。夾的這種總體結構可見美國專利第5,401,188號。
支座的下端70具有朝下的肩部72，肩部72抵靠電路板的上表面74。支座的上端34具有一個抵靠外殼凸緣26的上凸緣76，并具有一個抵靠外殼凸緣26的下表面84的上肩部82，以便將支座固定在外殼凸緣上。上肩部82和支座下端70的朝下的肩部72之間的距離決定了接插器凸緣固定在電路板上方的距離。
支座具有一個沿支座軸線92延伸的孔90。孔90的尺子可緊密地接納處于安裝位置的夾的安裝區54。夾是用金屬片制成的，其安裝區基本呈圓筒形，帶有相鄰縱緣94，96。夾的縱軸線97在組裝后與支座軸線重合。當夾的安裝區54彈性地擠配在孔90的孔部98中時，縱緣94，96最好幾乎接近在一起。夾借助支座的中間凸緣100固定在位，中間凸緣100徑向向內地(相對于軸線92)伸入安裝區54。中間凸緣100使安裝區向內永久變形出一個環形部分102，以便將支座固定在夾上。
如圖3和4所示，支座50是由一塊實心金屬料(如棒料)在車床上加工形成的。因此，其表面基本是圓的，軸線為絕緣子軸線92。在板鎖定器的上端由一成形工具單行程地在車床加工區形成一個齒環110。另外還有螺紋(幾乎呈圓形)。夾52是一塊從較大的金屬片上切下的金屬片制成的，并由沖模彎曲成形。車床加工的支座50需要具有將外殼凸緣固定在電路板上方的剛性。加工支座的裝備成本較低(例如幾百美元)，如果主要在車床上加工，則零件制造成本低。在現有技術中，機加工的板鎖定器具有一個下垂部分，其上要形成一個精密的十字槽，以便形成可以彎曲的腳，這種精密的十字槽顯著地增加了成本。另外，上述機加工成的腳的撓性有限，這是因為難于加工出薄的部分，因而其厚度大(例如4mm長的腳的最大厚度為0.75mm)。
夾53的沖模的成本相當高(例如幾萬美元)。但是，一旦沖模制成即可低成本地生產大批量的相同的夾52。由于夾52是由金屬片制成的(例如，金屬片的厚度為0.25mm)，因而固定腳可以很薄(4mm長的腳，0.25mm厚)，因此，其撓性大。要使腳牢牢固定在0.115至0.130英寸大小的電路板的孔上，上述大的撓性是很理想的，上述電路板孔的大小符合包括美國、歐洲、日本的世界范圍內的工業標準。通過使用本發明的車床加工成的支座和分離式金屬片彎曲成的夾，本發明可獲得支座功能所需要的高的剛性，以及固定在電路板上所需要的高的撓性。
電路板的厚度T(圖2)一般介于0.054至0.135英寸。本發明使用相同的夾或夾裝置52但使用稍許變化的第二支座或支座裝置52X可以制造用于較厚電路板(其下表面為62X，見圖2)的板鎖定器。第二支座裝置52X的變化之處在于中間凸緣100X的定位更接近于(在垂向上)支座上的朝下的肩部72，而其余部分與支座50基本相同。中間凸緣100X在較低處固定夾52X，因此，腳的下緣部60X可以接合較厚的電路板10X的下表面64X。由于支座是一種車床加工的零件，因而加工不同零件的成本較低，這特別是因為除凸緣100X的高度(以及中間肩部112X的高度)以外其余各種尺寸都是相同的。
圖5和6表示將支座50裝配在夾52和接插器外殼凸緣26上的步驟。首先，將夾的固定部分114(它包括腳56)放入下部陷型模124的孔122中。然后放置支座50，使其下端70套在模124的上部126上。壓迫夾52，使其安裝部分54可進入支座50的孔部98，直至夾的上緣120抵住孔壁的錐形中間肩部112。壓迫夾的安裝區，使夾的縱緣94，96互相靠近在一起。模的上部126具有一個抵靠支認的未變形中間凸緣100A的上表面130。使接插器外殼凸緣26定位，從而使孔(例如孔30)接納未變形的上凸緣76A。然后，使上陷型模132下移，使模的表面134向下壓靠外殼凸緣26，使模的一個凹壁136向下壓靠支座的上凸緣76A，使上凸緣76A徑向向外變形。同時向下移動的上模132使整個支座50下移，從而使中間凸緣100A徑向向內變形而進入夾的安裝區54。
圖6表示在變形操作后的支座50和夾52，其中，上凸緣76已徑向向外變形，而中間凸緣100已徑向向內變形，使部分101伸入夾的安裝部分。支座保護住夾的大部分。圖4A表示，中部凸緣100A設有錐形表面140，它可促進凸緣100A徑向向內變形。上凸緣具有利于徑向向外變形的相應結構。
在支座安裝在外殼凸緣上的同一操作中，支座可固定在夾上，因而顯著降低了板鎖定器和接插器的裝配成本。雖然實現了在模具方面的節約，但主要的節約在于，支座、夾和接插器在組裝時只需一次操作完成。
如圖2所示，支座孔90最好垂向完全穿過支座的高度，另外，在中部肩部112上方最好設有內螺紋144，螺紋144用于接納一個螺釘，該螺釘將接插器外殼凸緣26固定在一個相配的接插器的凸緣上。
圖7表示支座50不只用來通過固定腳將接插器安裝在電路板上，而且也可用螺釘150和螺母152將接插器外殼凸緣26固定在電路板10上。
雖然在本說明書中使用了術語“上部”、“垂向”等以借助附圖描述本發明，但是顯然電路板可以在相對于地球重力的任何方向上使用。
綜上所述，本發明提供了一種支座式電路板鎖定器及其裝配方法，其成本低廉，可以可靠地在具有大的孔公差的電路板上應用，并具有多用性。這種板鎖定器具有一個支座和一個分離的夾，它們組裝在一起形成一個完整的板鎖定器。支座是用實心金屬料機加工成的，最好是用車床加工出以支座中心線為軸線的主要的回轉表面，夾是通過彎曲金屬片形成的。這樣的支座和夾，通過在支座上設置緊密環繞夾的安裝區的中部凸緣和緊密裝在外殼凸緣上的孔中的上凸緣，可經濟地實現相互裝配及裝配在接插器凸緣上。一個鉚壓步驟就可以使中間凸緣徑向向內變形并使上凸緣徑向向外變形，以便將支座鎖定在夾和外殼凸緣上。
雖然上面已對照附圖詳述了本發明的具體實施列，但是本專業技術人員顯然可以對其作各種修改和變化而并不超出本發明的范圍。
權利要求
1.一種電路板鎖定器(14，16)，用于將接插器(12)安裝在具有孔(20，22)的電路板(10)上，它包括一個夾(52)，它具有一個安裝區(54)和多個從所述安裝區下垂的固定腳(56)，固定腳具有鎖定在所述電路板孔中的下腳部(58)；一個支座(50)，它具有用于抵靠所述電路板的肩部(72)，用于安在所述接插器上的上端(34)以及形成一垂向延伸的支座孔(90)的孔壁，孔(90)的尺寸適于接納所述安裝區，以便將所述安裝區固定在所述肩部上方預定的距離上，并固定所述下腳部在所述肩部下面的高度；所述夾是彎曲金屬片形成的，而所述支座是由實心金屬料在車床上加工成的，主要具有加工成的回轉表面。
2.如權利要求1所述的電路板鎖定器，其特征在于所述支座具有一條垂直軸線(92)，所述安裝區放置在所述支座孔中；所述支座的所述孔的孔壁包括一個中間凸緣(100)，所述中間凸緣具有一個徑向向內變形進入所述中間安裝區的部分，所述安裝區基本是圓筒形，在所述中間凸緣上方和下方延伸，而在所述中間凸緣處向內變形。
3.如權利要求2所述的電路板鎖定器，其特征在于還包括一個第二夾裝置(52X)和一個第二支座裝置(50)，所述第二夾裝置與所述夾相同，所述第二支座裝置與所述支座相同的是，具有一帶肩部的下端和一中間凸緣部分(100X)，而不同之處在于，所述第二支座裝置的所述凸緣部分和肩部之間的垂向距離小于所述支座的所述凸緣和所述肩部之間的垂向距離，因而使用相同的夾可將接插器安裝在不同厚度的電路板上。
4.電路板(10)，接插器(12)和一對電路板鎖定器(14，16)的組合，所述電路板具有一上表面(74)和一對板孔(20，22)，每個孔的孔壁帶有一下緣(62)，所述接插器(12)具有外殼凸緣(26)，所述外殼凸緣(26)上有一對殼孔(30，32)，每個所述電路板鎖定器具有一個安裝在所述外殼凸緣的一個所述殼孔處的上端(34)以及一個具有多個可變曲的固定腳(56)的下端(70)，所述固定腳放在所述電路板孔中并壓靠在所述孔的孔壁上，其特征在于每個所述電路板鎖定器包括一個車床加工出的具有一條軸線(92)和以所述軸線為中心的回轉表面的支座(50)，所述支座(50)具有一個緊固在所述接插器外殼凸緣的一個殼孔處的上端(34)；構成抵靠在所述電路板上表面上的朝下的肩部(72)的下端(70)和形成沿所述軸線延伸的支座孔(90)的孔壁；每個所述電路板鎖定器包括一個金屬片形成的夾(52)，所述夾(52)具有一個放置在所述支座之一的所述孔中的安裝區(54)，所述夾安在所述支座上，且具有多個彈性的固定腳(56)，所述固定腳(56)在所述支座的所述肩部之下向下伸入所述板殼之一，且壓靠在所述板孔之一的所述孔壁的所述下緣(62)上。
5.如權利要求4所述的組合，其特征在于所述支座的所述上端包括一個徑向向外彎曲壓靠在所述外殼凸緣頂面的鉚壓上凸緣(76)，所述夾的安裝區基本呈圓筒形，所述支座孔壁包括一個徑向向內彎曲并刺入所述夾的安裝區的鉚壓中間凸緣(100)，因而能在一次雙重鉚壓操作中將所述支座安裝在所述外殼凸緣和所述夾的安裝區上。
6.一種構制電路板鎖定器(14，16)并將其裝配在具有外殼凸緣孔的接插器的外殼凸緣(26)上的方法，所述方法包括以下步驟形成一個帶有圓筒形安裝區(54)的夾(52)，其基本具有一個垂向軸線(92)，并具有從所述安裝區下垂的多個固定腳(56)；形成一個帶上端和下端(34，70)的支座，其上帶有一個沿垂向的支座垂向軸線(92)伸入所述下端的孔(90)并形成一個朝下的肩部(72)，所述孔(10)中帶有一基本下垂的中間凸緣(100)，在所述上端帶有一個基本向上突伸的上凸緣(76)；將所述夾的安裝區插入所述支座的所述孔中，并在所述中間凸緣中，所述夾的軸線和所述支座的軸線基本重合，并將所述上凸緣向上插入所述外殼凸緣孔；向所述上凸緣施加大致向下的力，使其徑向向外變形從而將所述上端鎖定在所述接插器的外殼凸緣上，同時向所述中間凸緣施加大致向上的力，使其徑向向內變形進入所述圓筒形安裝區從而將所述中間凸緣鎖定在所述夾上。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述形成夾的步驟包括將一金屬片彎曲成所述圓筒形安裝區和所述固定腳；所述形成支座步驟包括在車床上機加工一實心金屬料形成以所述支座軸線為中心線的回轉表面。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于所述支座絕緣子和所述夾構成一個電路板鎖定器，所述夾的所述固定腳在所述支座的所述朝下的肩部下面伸入多塊電路板(10，10X)之一的一通孔(20，22)中，所述固定腳的下腳部(60)的徑向向外的部分壓在板孔和板下表面相交的下緣(62)上；所述多塊電路板具有不同的厚度(T)；所述方法還包括構制多個所述電路板鎖定器，以便安裝在不同厚度的所述多個電路板上，形成完全與所述夾相同的多個夾裝置，并形成多個支座裝置，所述支座裝置除了一些所述支座裝置的中間凸緣(100，100X)和朝下的肩部(72)之間的分開距離與所述支座的分開距離不同之外，與所述支座基本相同。
9.一種構制電路板鎖定器并將其組裝在接插器(12)上的方法，所述接插器的外殼凸緣(26)上具有外殼凸緣孔(30，32)，因此，所述電路板鎖定器可將接插器固定在具有上表面(74)和電路板孔(20，22)的電路板(10)上，所述方法包括形成一個夾(14，16)，所述夾帶有一圓筒形安裝區(54)，該安裝區具有基本呈圓筒形的外表面部分，多個固定腳從所述安裝區下垂以便插入所述電路板孔；形成一個支座(50)，所述支座帶有在夾安裝位置上可接納所述夾的所述安裝區朝下開口的孔(90)；所述支座具有一個下端(70)，所述下端構成用于抵靠所述電路板的所述上表面的環形肩部(72)；所述支座具有在所述夾安裝位置上向下延伸的中間凸緣(100)，其中，所述中間凸緣具有與所述夾安裝區的所述基本呈圓筒形的外表面部分基本相同的直徑，所述支座的上端(34)具有向上突伸的上凸緣(76)，所述上凸緣具有的外徑與所述外殼凸緣孔的直徑基本相同；將所述夾插入所述支座的所述孔，直至所述夾安裝區的所述外表面部分處于所述中間凸緣之內，并將所述上凸緣插入所述外殼凸緣孔；使所述上凸緣徑向向外變形，同時使所述中間凸緣徑向向內變形，從而將所述支座鎖定在所述接插器外殼凸緣和所述夾安裝區上。
10.一種電路板鎖定器(14，16)，用于將接插器(12)安裝在具有孔(20，22)的電路板(10)上，它包括一個夾(52)，所述夾具有一安裝區(54)和從所述安裝區下垂的固定腳(56)，所述固定腳具有用于鎖固在所述電路板孔上的下部(60)；一個支座(50)，它具有一個帶肩部(72)的下端(70)，肩部(72)用于抵靠所述電路板；一個用于安裝在所述接插器上的上端(34)，以及形成垂向延伸的支座孔(90)的孔壁，孔(90)的尺寸適于接納所述安裝區以便固定所述安裝區，孔壁帶有在孔內的抵靠所述夾的至少一個部分的防止夾移動的部分(100，112)，從而將所述夾固定在所述肩部上方預定距離上，以便固定所述固定腳的下部在所述肩部下的高度。
11.如權利要求10所述的組合，其特征在于所述支座具有一條垂向軸線(92)，所述支座上端具有一向上突伸的上凸緣(76)，所述上凸緣(76)可借助向下的鉚壓力徑向向外彎曲以鎖定在所述接插器上，其中所述夾的安裝區基本為圓筒形，形成所述支座孔的所述孔壁包括的所述部分具有一中部凸緣(100)，所述中部凸緣可借助向上的鉚壓力徑向向外變形以刺入所述夾的安裝區，從而使所述支座在一次雙鉚壓操作中安裝在所述接插器和所述夾上。
全文摘要
用于將接插器外殼凸緣裝在電路板上的支座式電路板鎖定器在整個板孔尺寸范圍內可提供大的固定力，它的制造成本低，具有多用性，它包括在車床上加工出主要回轉表面的支座，和金屬片制成的夾，夾具有裝在支座孔中的安裝區和從安裝區下垂的多個彈性固定腳，固定腳穿過板孔以便鎖定。支座在一次鉚壓操作中安裝在接插器外殼凸緣和夾上，其中，支座的上凸緣在外殼凸緣上徑向向外變形，支座的中間凸緣徑向向內變形進入夾的安裝區。
文檔編號H05K7/14GK1126892SQ9511656
公開日1996年7月17日 申請日期1995年9月11日 優先權日1994年9月12日
發明者米歇爾·L·科斯馬拉 申請人:Itt公司