专利名称：耐冲击连接器的制作方法
技术领域：
和
背景技术：
本发明总体而言涉及电子设备的连接器，特别是安装于印刷电路板上的耐冲击连接器。
各种电子设备包括促使外围设备和电子设备之间连接的安装于印刷电路板上的连接器。一个例子是移动电话上用于连接免提耳机的音频插孔。虽然这些标准连接器是有用的，它们试图从所有侧面圈闭插入连接器中的插塞。因此，任何由插塞施加的冲击，例如当电子设备跌落时，都可能冲击到连接器。这些作用力会使得将连接器固定到印刷电路板的钎焊结点和/或连接器自身破裂。已知采用弹簧接触元件以部分吸收连接器上的作用力，但却需要花费额外的空间和成本。因此，仍存在一种对于经济型连接器的需求，这种连接器能经受冲击作用力而不会断裂或移动。
发明内容
本发明涉及一种板安装连接器，设计成能经受传递给连接器的冲击作用力。在一个实施例中，连接器包括壳体、设置在壳体内的腔体和一个或多个设置在腔体内的电气接触元件。腔体接收并可松脱地将插塞保持在插入位置，同时接触元件将插塞电气连接到印刷电路板上的电路。壳体包括一个或多个开口，其尺寸可将插塞可屈服地保持在插入位置内并在冲击作用下可扩张以允许穿过该一个或多个开口的插塞位移。因此，连接器通过允许插塞从插入位置移动到移位位置而降低了连接器上的应力。
附图1图示了现有技术连接器以及在冲击过程中可能施加给插塞的作用力。
附图2图示了本发明的一个实施例。
附图3图示了插塞插入到本发明的一个实施例中。
附图4图示了沿直线4剖视的附图3，并显示了本发明一个实施例中接合插塞的接触元件。
附图5图示了沿直线5剖视的附图3，并显示了本发明一个实施例中连接器的安装，以及插塞到印刷电路板的电气连接。
附图6a-6c图示了示范性的插塞移位位置。
附图7图示了本发明的可选实施例。
附图8图示了用于无线通讯设备的本发明一个实施例。
附图9图示了用作音频插孔的本发明一个实施例的示意图。
附图10图示了用作电源插孔的本发明的可选实施例的示意图。
具体实施例方式
现在参考附图1，整体用数字10表示的现有技术中的连接器被示出安装于印刷电路板(PCB)40。连接器10包括由侧壁14形成的壳体12。多个接触元件16被钎焊到相应的接触垫42，从而将连接器10固定到PCB40。当插塞50插入到连接器10中时，接触元件16将插塞50电气连接到PCB40上的一个或多个电路(未示出)。
对于一个电子设备，时不时跌落并因此在插塞50上承受冲击作用力并非罕有。这些作用力的例子作为F1和F2显示在附图1中。容易看出，现有技术中的连接器10的侧壁14在冲击过程中在所有侧壁上均圈闭插塞50的插入部，作用力F1和F2可能会冲击侧壁14并冲击到固定接触元件16和接触垫42的钎焊结点。不幸地，作用力F1和F2可能大到使现有技术中的连接器10以及接触元件16和接触垫42之间的钎焊结点断裂或破裂，因此连接器10呈现为不可操作的，或其连接是不可靠的。
如图2所示且整体由数字20表示的本发明的耐冲击连接器，通过允许插塞50的少许位移来降低由插塞50上的冲击作用力导致的应力，从而比现有技术中的连接器10有进步。耐冲击连接器20安装于PCB40并具有腔体30以容纳并可松脱地保持插塞50插入。插塞50可为分段插塞，例如通过电线54连接于外围设备(未示出)的2.5mm或3.5mm标准插塞。作为例举，外围设备可以是用于诸如移动电话的无线通讯设备的免提耳机。因此，插塞50的段可包括接地段56、音频段58和麦克风段60。连接器20可被用于连接到各种类型外围设备的其他类型插塞50。包括插塞50在内的其他外围设备例子包括电池充电器和电源。
如附图3所示，通过将插塞50插入腔体30而使插塞50紧密配合连接器20，这样使得插塞50呈现插入位置。在插入位置，插塞50将外围设备连接到设置在PCB40上的一个或多个电路。因此，考虑到上述免提耳机的例子，使用者无需将移动电话接近使用者的头部就可以使用移动电话进行沟通。
连接器20包括壳体22，最好由绝缘、柔韧的材料制成，如塑料。然而，本领域技术人员可以意识到这里提及的材料只是例举，任何本领域公知的合适材料可用于制造壳体22。连接器20还包括腔体30内的接触元件26，如附图4所示，该接触元件通过接触插塞50上的相应段而将插塞50电气连接到设置在PCB40上的电路。接触元件26可以是本领域公知的任何接触元件，并可设计成表面安装和/或通孔安装于PCB40。
附图5图示了将连接器20安装到PCB40的示范方法，以及接触元件26、开口28和插塞50之间的相互作用更详细的视图。在附图5中，接触元件26延伸进入腔体并接合插塞50，这样促使插塞50与壳体22的内表面实现表面接触。有助于插塞50插入对齐的这种表面接触有助于将插塞50可松脱地保持在腔体30内。另外，接触元件26向下延伸穿过壳体22以接触到PCB40的接触垫42。虽然接触元件26以表面安装的构造显示，它应被理解为也可被通孔安装于PCB40上所代替。
可选地，接触元件26可包括延伸穿过壳体22并连接到可选安装引线32的接触元件引线34，可选安装引线32接着固定于附加的接触垫42。虽然不是必需，安装引线32另外稳定坚固地安装于连接器20。
壳体22包括一个或多个开口28，以允许因冲击作用力所引起的插塞50的位移。形成在侧壁24内的开口28尺寸形成为能将插塞可屈服地保持在腔体30内。在一个实施例中，开口28的尺寸d1略小于插塞50的直径d2。开口28在尺寸上的这种略微差异允许插塞50在插入位置与连接器20的腔体30紧密配合，并在插塞50因受到冲击作用力而从插入位置移开时，为其位移提供屈服阻力。
附图6a-6c图示了所述实施例允许的、插塞50角位移的例子。附图6a显示了施加于插塞50的基本水平的移位载荷F2，它使得插塞50的插入部挤压抵靠开口28。由于开口28的尺寸d1小于插塞50的直径d2，开口28可对插塞50的运动提供至少局部的阻力。然而，如果移位载荷F2到达连接器20或者其与PCB40的相应连接发生断裂危险的某极限，开口28扩张，允许插塞50凸出穿过开口28并处于移位位置。因而，连接器20通过可屈服地抵抗插塞50的位移消散了冲击作用力，并允许插塞的局部角位移。
采用柔性或柔韧材料制作壳体22，允许开口28在插塞50从插入位置移动到移位位置时扩张或展开。虽然不是必需，当插塞50凸出穿过开口28时，开口28可以与其形状基本一致。另外，在将插塞50从移位位置除去并再插入到腔体30内时，开口28由于材料的弹性可恢复到其正常的尺寸和形状。
在附图6a中，移位载荷F2引起相对于PCB40大体水平的角位移。然而，开口28可设置在任何方向的任何侧壁24上，从而允许不止是水平方向的角位移。例如，相对于PCB40大体垂直的位移显示在附图6b和6c中。移位载荷F1可以看出是施加在插塞50上的基本垂直的冲击作用力，引起插塞50穿过顶端开口28的基本垂直的位移。可以理解，本发明不仅限于这里描述的垂直和水平位移，而且包含了插塞50穿过开口28的任何位移。因此，任意数量的开口28可以设置在侧壁24上以便于实现相对于PCB40不同角度的位移。
附图7描述了具有基本圆柱形壳体22的连接器20的可选实施例。插塞50插入腔体30，同时一个或多个开口28允许插塞50穿过开口28的局部位移。本领域技术人员容易意识到一个或多个开口28无需形成为侧壁24内的切口。
现在参考附图8，一个连接器20的示范实施例显示出它可用于无线通讯设备，该设备在这里为移动电话70。移动电话70包括显示屏84、键盘82、扬声器86、麦克风80和本发明的连接器20。另外，PCB40装在移动电话70内，且包括一个或多个设置其上的电路。
附图9描述了一个电路的实施例，总体由数字100表示，其中连接器20构造为耳机插头。电路100包括由电源94驱动的微处理器72。微处理器72控制着连接于发射电路90和接收电路88的数字信号处理电路(DSP)78。输入信号和输出信号通过天线92传送和接收。一个输入/输出(IO)电路76将麦克风80、键盘82、显示屏84和扬声器86连接到微处理器72，也连接到通过接触元件26电力连接到连接器20的音频电路74。
如上所述，插塞50可为分段插塞，包括接地段56、音频段58和麦克风段60。因此，至少三个接触元件26设置在腔体30内以分别将这三段56、58和60电力连接到PCB40上其相应的触点42。也就是，接地段56连接到PCB40的接地电路，而麦克风和音频段58、60分别连接到麦克风电路和扬声器电路80、86。因此，当插塞50位于插入位置，使用者可通过免提耳机与遥远的另一方通讯。然而，如果一个冲击发生在插塞50，连接器20内的开口28允许插塞50从插入位置移动到移位位置。在这种情况下，使用者只需要将移位的插塞50从连接器20中取出并将其重新插入。
附图10描述了一个可选实施例，其中连接器20构造为电源插孔。在这一实施例中，连接器20连接到PCB板上的电池充电电路96，并可只包括两个接触元件接地和电源(未示出)。使用外围设备，如另外的电池充电器(未示出)，用户可对电池再充电，或提供电源给移动电话70。
本发明当然可通过除了这里特别提到的其他不脱离本发明根本范围和特征的方式实现。因此本发明实施例被认为是例举性的而非限制性的，且由所附权利要求的内涵和等价范围得出的所有改变均意欲包含于其中。
权利要求
1.一种安装在印刷电路板上的连接器，包括壳体；位于所述壳体内的接收腔体，以接收插塞；以及壳体内的开口，尺寸能够可屈服地保持插塞，开口响应施加在插塞上的冲击作用力而充分扩张以允许穿过开口的插塞位移。
2.根据权利要求1所述的连接器，其中开口相对于插塞的直径较小。
3.根据权利要求1所述的连接器，还包括一个或多个设置在腔体内的接触元件，该接触元件将插塞电气连接到印刷电路板上的电路。
4.根据权利要求3所述的连接器，其中一个或多个接触元件延伸穿过壳体用以将连接器安装到印刷电路板。
5.根据权利要求3所述的电子设备，其中一个或多个接触元件促使插塞与壳体内表面实现表面接触并可松脱地保持插塞。
6.根据权利要求1所述的连接器，其中壳体由柔韧材料构成，可屈服地响应施加在插塞上的冲击作用力，引起开口的扩张，并允许穿过开口的插塞位移。
7.根据权利要求1所述的连接器，其中开口作为壳体内的切口而形成。
8.根据权利要求1所述的连接器，其中开口构造为允许插塞相对印刷电路板有角位移。
9.根据权利要求1所述的连接器，其中开口构造为允许插塞相对印刷电路板有水平位移。
10.根据权利要求1所述的连接器，其中开口构造为允许插塞相对于印刷电路板有垂直位移。
11.根据权利要求1所述的连接器，其中壳体包括一个或多个侧壁，且其中开口是作为一个或多个侧壁内的切口而形成的第一开口。
12.根据权利要求11所述的连接器，还包括多个开口，其中所述多个开口中的每个开口基本与第一开口相似。
13.根据权利要求12所述的连接器，其中所述多个开口中的至少一个开口相对于印刷电路板沿垂直平面形成，以允许穿过至少一个开口的插塞垂直位移。
14.根据权利要求12所述的连接器，其中所述多个开口中的至少一个开口相对于印刷电路板沿水平平面形成，以允许穿过至少一个开口的插塞水平位移。
15.一种电子设备，包括具有电路的印刷电路板；以及安装于印刷电路板的连接器，该连接器包括壳体；位于所述壳体内的接收腔体，用以接收插塞；以及壳体内的开口，尺寸能够可屈服地保持插塞，开口响应施加在插塞上的冲击作用力而充分扩张以允许穿过开口的插塞位移。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其中开口相对于插塞的直径较小。
17.根据权利要求15所述的电子设备，还包括一个或多个设置在腔体内的接触元件，该接触元件将插塞电气连接于电路。
18.根据权利要求17所述的电子设备，其中一个或多个接触元件促使插塞与壳体内表面实现表面接触并可松脱地保持插塞。
19.根据权利要求17所述的电子设备，其中插塞为包括多个触点的分段插塞，并且其中一个或多个接触元件将多个触点电气连接到电路。
20.根据权利要求15所述的电子设备，其中壳体由柔韧材料构成，可屈服地响应施加在插塞上的冲击作用力，引起开口的扩张并允许穿过开口的插塞位移。
21.根据权利要求15所述的电子设备，其中开口形成为壳体内的切口。
22.根据权利要求15所述的电子设备，其中开口构造为允许插塞相对印刷电路板有角位移。
23.根据权利要求15所述的电子设备，其中开口构造为允许插塞相对印刷电路板有水平位移。
24.根据权利要求15所述的电子设备，其中开口构造为允许插塞相对印刷电路板有垂直位移。
25.根据权利要求15所述的电子设备，其中该电子设备包括无线通讯设备。
26.根据权利要求25所述的电子设备，其中该无线通讯设备为移动电话。
27.一种为板安装连接器提供应力消除的方法，该板安装连接器具有插入连接器中的插塞，响应施加于插塞之上的冲击作用力，该方法包括可松脱地将插塞保持在连接器的接收腔体内，该连接器具有壳体；且在连接器壳体内提供一个或多个柔性开口，其尺寸能够可屈服地将插塞保持在插入位置，开口响应冲击作用力充分扩张以允许穿过一个或多个开口的插塞位移。
28.根据权利要求27所述的方法，其中可松脱地将插塞保持在接收腔体，包括设置一个或多个接触元件在接收腔体中以促使插塞与连接器壳体的内表面实现表面接触。
29.根据权利要求27所述的方法，其中柔性开口包括连接器壳体内的切口，其可屈服地抵抗插塞相对于印刷电路板从插入位置到移位位置的位移。
全文摘要
安装于印刷电路板上的连接器允许一个插塞从插入位置移动到响应施加在插塞上的冲击力的移位位置。连接器包括由一个或多个侧壁构成的壳体和壳体内的腔体。腔体接收并可松脱地将插塞保持在插入位置，同时一个或多个设置在腔体内的接触元件将插塞电气连接到设置在印刷电路板上的电路。一个或多个侧壁上的开口将插入的插塞可屈服地保持在插入位置中，同时允许穿过一个或多个开口的插塞位移。
文档编号H01R13/646GK1748345SQ200380109637
公开日2006年3月15日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年2月10日
发明者D·瓦尼普斯 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司