專利名稱：具有彈簧偏置觸頭的電接插件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電接插件，它用于使例如電池和印刷電路板的電子元件相互連接。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有用于電接插件的彈簧偏置柱塞觸頭的電接插件。
背景技術(shù)：
在一些應用中，例如具有充電器的蜂窩電話中，蜂窩電話中的電池與充電器中的印刷電路板進行電連接，以便當蜂窩電話放在充電器中時對其電池再充電。典型地，充電器包括具有與印刷電路板連接的彈簧偏置柱塞觸頭的電接插件。柱塞觸頭伸入到充電器內(nèi)放置蜂窩電話的托架區(qū)域中。當蜂窩電話插入到托架區(qū)域內(nèi)時，柱塞觸頭定位在托架區(qū)域內(nèi)以與蜂窩電話上的配合觸頭對準。
上述類型的典型電接插件包括一個矩形外殼，該矩形外殼具有與該外殼的開口側(cè)相對的配合面。該外殼承載著筒狀外套，該外套沿配合面在一端開口，并且沿該外殼的開口側(cè)在相對的一端具有閉合的觸頭座。該閉合的觸頭座與印刷電路板連接。外套容納彈簧和筒狀或錐形形狀的觸頭，彈簧布置在錐形觸頭的端部與觸頭座之間。錐形觸頭的相對端在外殼的配合面上穿過外套的開口端而部分延伸出來。當蜂窩電話安放到該配合面上時，錐形觸頭與蜂窩電話上的配合觸頭接合，以與其電池連接。錐形觸頭被下推進外套內(nèi)，從而壓縮彈簧。這樣，形成了一個電路，它從電池延伸到印刷電路板，然后經(jīng)過蜂窩電話上的配合觸頭到充電器上的錐形觸頭、彈簧和觸頭座。
然而，上述類型的典型電接插件具有一些缺點。首先，錐形觸頭的柱狀體由昂貴且耗時的車削加工方法制造，因為每個錐形觸頭由預先存在的金屬桿機加工而成。其次，電接插件的安裝耗時而且費用高，因為每個彈簧和錐形觸頭分別裝進外套內(nèi)，然后外套裝進外殼內(nèi)。最后，經(jīng)過電接插件的電路是很長的。電流在到達觸頭座之前從錐形觸頭傳輸經(jīng)過彈簧的簧圈。電流可直接沿簧圈流經(jīng)彈簧的長度，或者，如果彈簧完全壓縮、簧圈彼此接觸，則電流從簧圈流到簧圈。因為經(jīng)過彈簧的任何這樣一種電路是很長的，所以經(jīng)過彈簧的電流遇到電阻。為了克服電路的電阻，需要更大的電能，以保持電池和印刷電路板之間充足的電流供給。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種克服現(xiàn)有技術(shù)中涉及的上述和其它問題的電接插件。
本發(fā)明的目的是提供一種電接插件，它包括一個外殼，該外殼具有構(gòu)造來與電子元件嚙合的第一配合面，以及構(gòu)造來與電路板接合的第二配合面。一個封蓋固定到外殼上，以封閉第二配合面，該封蓋具有從底部延伸的柱，該封蓋構(gòu)造來與電路板接合。柱塞觸頭設置在外殼內(nèi)。柱塞觸頭具有從外殼突出的柱塞端，以及與封蓋的柱相連的第二端。柱塞觸頭和封蓋沿觸頭移動軸彼此相對移動。彈簧設置在柱塞觸頭和封蓋之間。柱塞觸頭包括與彈簧接合的傾斜的交界面，以在柱塞觸頭和封蓋之間產(chǎn)生橫向彎曲力。橫向彎曲力導致柱塞觸頭和封蓋保持彼此間獨立于彈簧的直接電連接。


現(xiàn)在參考附圖通過舉例來說明本發(fā)明，附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實施例形成的電接插件的側(cè)部立體視圖；圖2示出沿圖1的截面2-2截取的圖1的電接插件的立體剖視圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明一實施例形成的柱塞觸頭的側(cè)部立體視圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明一實施例形成的封蓋的前視圖；以及圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例形成的柱的一部分的側(cè)視圖。
具體實施例方式
參考附圖，可更好地理解本發(fā)明的前述概要，以及下面的就本發(fā)明一些實施例的詳細描述。為了說明本發(fā)明，在附圖中圖示了一些實施例。然而，應理解的是，本發(fā)明不限于附圖中所示的構(gòu)造和手段。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例形成的電接插件10的側(cè)部立體視圖。電接插件10包括一個絕緣外殼14，該絕緣外殼具有一個矩形配合面18和一個安裝側(cè)22，該配合面18與一個例如電池(未表示)的電子元件接合，該安裝面22沿支承腿20固定到印刷電路板(未表示)上。外殼14容納柱塞觸頭26，每個柱塞觸頭26具有圓形的柱塞部分30，該柱塞部分30穿過外殼14的配合面18中的相應孔34而延伸出來，以便與電池接合。對應于柱塞觸頭26的矩形接觸板38布置在外殼14的安裝側(cè)22上，以便與印刷電路板上的導電觸頭(未表示)接合。術(shù)語觸頭被廣泛地使用，并包括在印刷電路板上形成的在電路跡線端部處的焊點。這樣，電接插件10使電池與印刷電路板相互電連接。
圖2表示沿圖1的截面2-2截取的圖1的電接插件10的立體剖視圖。外殼14包括觸頭容納室42，該觸頭容納室通過內(nèi)壁44分隔成觸頭間隔室46，它包括彎曲隔板50。每個觸頭間隔室46容納柱塞觸頭26、封蓋54和彈簧58。每個觸頭間隔室46與配合面18內(nèi)的對應的孔34對準，以便當柱塞觸頭26插入觸頭間隔室46內(nèi)時，柱塞觸頭26的柱塞部分30穿過孔34而延伸。隔板50構(gòu)造成緊緊地圍繞每個彈簧58和每個柱塞觸頭26，從而，使每個彈簧58穩(wěn)定，并且當柱塞觸頭26在箭頭A的方向上被壓靠在彈簧58上時，引導每個柱塞觸頭26沿相關(guān)的觸頭移動軸62移動。
圖3表示柱塞觸頭26的側(cè)部立體視圖。柱塞觸頭26具有音叉形狀，該音叉形狀無需任何其它特定的成形步驟而由導電材料沖壓而成。柱塞觸頭26包括從中間部分86的一端延伸的柱塞部分30和從中間部分86的一個相對端延伸的腿66。腿66具有彼此遠離的向外的外表面90。彈簧鄰接面70沿腿66之間的中間部分86的端部延伸，以限定一個彈簧容納區(qū)域74。彈簧鄰接面70相對于圖2的觸頭移動軸62成銳角。當彈簧58與彈簧鄰接面70接合時，彈簧容納區(qū)域74安放彈簧58(圖2)的第一端，且腿66在封蓋54內(nèi)可伸縮地移動。
圖4表示封蓋54的前視圖。封蓋54由單片導電材料沖壓成U形。封蓋54包括接觸板38，柱78從其相對端相互平行地向上延伸。柱78具有內(nèi)表面94和外表面98。正如圖5更好地顯示的那樣，凸起82自柱78的側(cè)部79橫向延伸，并且形成所需尺寸以形成外殼14的隔板50之間的緊配合(圖2)。替代地，封蓋54可以不是平坦的，取而代之的可以是另一種形狀，例如環(huán)形、管形、或杯形。相應地，隔板50也要有相應的尺寸，以容納呈上述其它形狀的封蓋54，以便在它們之間形成緊配合。
再看圖2，在裝配過程中，柱塞觸頭26裝在承載條(未表示)上，該承載條用來將柱塞觸頭26在箭頭B的方向上穿過外殼14的安裝側(cè)22而插入到觸頭間隔室46中，直到柱塞部分30向上穿過對應的孔34而延伸出來。然后，承載條從柱塞觸頭26上切掉，彈簧58在箭頭B方向上向上插入到觸頭間隔室46，直到定位在柱塞觸頭26的彈簧容納區(qū)域74內(nèi)。然后，封蓋54插入對應的觸頭間隔室46內(nèi)，直到柱78定位在隔板50和外殼14的內(nèi)壁44之間。在柱78上的凸起82(圖4和5)與隔板50接合，以便將封蓋54固定雜適當位置，它進而依次將彈簧58和柱塞觸頭26固定在觸頭間隔室46內(nèi)。
彈簧58的頂簧圈88定位在柱塞觸頭26的腿66之間，并沿彈簧鄰接面70接合并支撐柱塞觸頭26。腿66進而定位在封蓋54的柱78之間。然后，封蓋54的接觸板38可以焊接到印刷電路板上。
在工作中，例如蜂窩電話電池的電子元件的配合觸頭定位在配合面18上，直到與對應的柱塞部分30電接合。電子元件的重量使得柱塞部分30在箭頭A的方向上向下移動，以便彈簧58在彈簧鄰接面70和接觸板38之間受壓。柱塞觸頭26的腿66同時沿觸頭移動軸62在箭頭A的方向上向下相對于柱78移動。由于彈簧鄰接面70與觸頭移動軸62成銳角定位，柱塞觸頭26在箭頭C的方向上遭受樞轉(zhuǎn)力。當柱塞觸頭26樞轉(zhuǎn)時，柱塞觸頭26上的腿66的外表面90與封蓋54上的柱78的內(nèi)表面94接合，從而在電池和印刷電路板之間形成電路。這樣，彈簧鄰接面70和彈簧58相互作用，以在柱塞觸頭26和封蓋54之間形成橫向彎曲力，該力在柱塞觸頭26和封蓋54之間形成直接電連接。當柱塞觸頭26在箭頭A的方向上向下進一步受壓時，外表面90和內(nèi)表面94通過借助彼此可滑動的接合的伸縮運動保持接觸。
替代地，當電子元件從配合面18處移開時，柱塞觸頭26通過彈簧58在箭頭B的方向上向上偏轉(zhuǎn)。柱塞觸頭26的腿66與封蓋54的柱78脫離接合，并依靠彈簧58返回到一個無偏置的位置，柱塞部分30穿過配合面18的孔34而延伸出來。
在電接插件10的一個替代的實施例中，傾斜的彈簧鄰接面70定位在封蓋54的接觸板38的內(nèi)側(cè)上，并與彈簧58的第二端接合。這樣，當柱塞觸頭26在箭頭A的方向上向下推動彈簧58頂住彈簧鄰接面70時，沿封蓋54的接觸板38產(chǎn)生橫向彎曲力。可選擇地，柱塞觸頭26的腿66可以伸縮地封閉彈簧容納區(qū)域74內(nèi)的封蓋54的柱78，使得腿66的內(nèi)表面接觸柱78的外表面98，以產(chǎn)生橫向彎曲力。在另一個實施例中，當彈簧鄰接面70壓縮并繞彈簧58樞轉(zhuǎn)時，柱塞觸頭26的僅一個腿66與封蓋54的最近的柱78接合。這樣，電路僅經(jīng)過接合的腿66和柱78而延伸。
該電接插件具有若干有利之處。首先，電接插件形成從柱塞觸頭到封蓋的直接電路，該電路比通過彈簧從柱塞觸頭到封蓋的電路短。由于電路較短，所以電流承受較小的電阻，這樣只需要較少的能量將電池與印刷電路板進行電連接。其次，柱塞觸頭和封蓋是平面的，并且可以容易地由金屬片壓制，且不需要模制或機加工。這樣，該電接插件便宜而且制造效率高。最后，該電接插件通過相繼地插入柱塞觸頭、彈簧和封蓋，從而快速且高效地整個安裝到外殼內(nèi)。
盡管已經(jīng)參考一些實施例描述了本發(fā)明，但對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言清楚的是，在不超出本發(fā)明的范圍的情況下，可以進行各種變化和等效替代。另外，在不超出本發(fā)明的范圍的前提下，根據(jù)本發(fā)明的宗旨，可進行許多更改，以適合特定的情況或材料。因此，本發(fā)明不只限于所公開的特定的實施例，而是包括權(quán)利要求書所限定的范圍所涵蓋的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種電接插件，它包括外殼，該外殼具有構(gòu)造來與電子元件接合的第一配合面，和構(gòu)造來與電路板接合的第二配合面；封蓋，該封蓋固定到所述外殼上，以封閉所述第二配合面，所述封蓋具有從一個基底端延伸的柱，該基底端被構(gòu)造來與所述電路板接合；柱塞觸頭，該柱塞觸頭設置在所述外殼內(nèi)，所述柱塞觸頭具有從所述外殼突出的柱塞端，并具有與所述封蓋的所述柱連接的第二端，所述柱塞觸頭和所述封蓋沿觸頭移動軸彼此相對移動；以及彈簧，該彈簧設置在所述柱塞觸頭和所述封蓋之間，所述柱塞觸頭包括與所述彈簧接合的傾斜的交界面，以在所述柱塞觸頭和所述封蓋之間產(chǎn)生橫向彎曲力，所述橫向彎曲力導致所述柱塞觸頭和所述封蓋保持其間獨立于所述彈簧的直接電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電接插件，其特征在于，所述柱塞觸頭包括腿，該腿從限定所述傾斜交界面的一個傾斜表面的相對側(cè)延伸，所述傾斜表面相對于所述觸頭移動軸成銳角地定位。
3.如權(quán)利要求1所述的電接插件，其特征在于，所述柱塞觸頭具有腿，該腿的外表面與所述柱的內(nèi)表面電接合。
4.如權(quán)利要求1所述的電接插件，其特征在于，所述柱具有外表面，該外表面與所述柱塞觸頭的內(nèi)表面電接合。
5.如權(quán)利要求1所述的電接插件，其特征在于，所述封蓋是平坦的，且所述柱與所述柱塞觸頭的外表面電接合。
6.如權(quán)利要求1所述的電接插件，其特征在于，所述外殼的所述第一配合面包括其中的孔，該孔容納所述柱塞觸頭的所述柱塞端。
7.如權(quán)利要求1所述的電接插件，其特征在于，所述外殼包括限定觸頭間隔室的隔板，所述柱具有凸起，該凸起與所述隔板接合，以在所述觸頭間隔室中的一個內(nèi)保持所述封蓋、彈簧和柱塞觸頭。
8.如權(quán)利要求1所述的電接插件，其特征在于，所述傾斜交界面繞所述彈簧的最靠近所述傾斜交界面的一個簧圈樞轉(zhuǎn)，所述柱塞觸頭的至少一個腿與所述封蓋的所述柱中的一個接合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電接插件,它包括一個外殼和一個封蓋,該封蓋具有與配合觸頭接合的第一端和開口的第二端。該電接插件包括一個柱塞觸頭,該柱塞觸頭具有從外殼突出的與配合觸頭接合的第一端,以及具有彈簧容納區(qū)域的第二端,該第二端與開口的第二端可伸縮地接觸。柱塞觸頭和封蓋沿觸頭移動軸彼此相對移動。該電接插件包括設置在柱塞觸頭和與彈簧容納區(qū)域接合的封蓋之間的彈簧。柱塞觸頭和封蓋中的至少一個包括與觸頭移動軸成銳角的偏置彈簧的一個傾斜表面,以在柱塞觸頭和封蓋之間產(chǎn)生橫向彎曲力,該橫向彎曲力使柱塞觸頭和封蓋保持其間的直接電連接。
文檔編號H01R13/24GK1374721SQ0210566
公開日2002年10月16日 申請日期2002年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月2日
發(fā)明者蘭德爾·R·亨利, 邁克爾·J·菲利普斯 申請人:蒂科電子公司