安装塞的制作方法

本发明涉及印刷电路板(PCB)上无焊接部件的安装。具体来讲，但不是唯一地，其涉及电气或电子部件的无焊接安装，比如，PCB上的步进电机的安装。例如，这样的部件可以是用在汽车设备应用中的小型步进电机。同样，本发明涉及安装塞和包含无焊接安装部件的组件。

背景技术：

例如在汽车工业中，广泛使用如小型步进电机这样的部件。它们可以直接安装在PCB上。例如，可以通过将电机的连接器焊接至PCB上，以实现必要的电气和机械连接。然而，无焊接组件使得可以在不将部件焊接或永久性机械固定至PCB的情况下，在部件和PCB之间建立起电气和/或机械连接。这样的无焊接安装可以通过开口(比如，PCB的钻孔)中连接器的机械变形来实现。电连接还可以通过将连接器插入PCB中可变形开口中来实现。为了确保无焊接部件与PCB的可靠机械(且因此电气)连接，已经提出通过将锁定销轴向按压穿过安装塞，来将压入式安装塞锁定在其安装位置，从而迫使安装塞的壁部分离并靠向PCB中安装孔的侧壁，其中安装塞已经穿过所述安装孔而插入。

然而，即使在该安装塞中使用了锁定销，但电路板上部件的安装塞仍然需要更大的可靠性。例如，在汽车电子设备领域中，尽管存在有温度上的浮动、湿度、机械冲击、机械应力和震动，但每个可能的预防措施都必须着手，以确保自动安装的部件能够稳固地安装且能够与PCB保持机械和电联系，所述自动安装部件安装在所述PCB上。上述情况持续一段时间后，锁定销会变松动或变形，或会失去其机械完整性。PCB孔还会稍稍变大，或会变形。安装塞和PCB孔之间的压入中即使存在一点点窜动，都会使压入缓慢地和逐步地松弛。在这些情况下，现有技术的安装塞，即使在使用锁定销时，也会有一定可能失效。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服涉及将部件(比如，电机)安装至支撑件(比如电路板)的问题。

根据本发明的第一个方面，如权利要求1所述，提供一种用于将部件固定在电路板上的安装塞。

通过销位移止挡件的方式，锁定销可以在安装塞位于安装位置时，可靠地保持在其锁定位置中。即使电路板受到冲击或震动或温度变化，锁定销在安装塞位于安装位置时意外移位的风险也可以极大地减小。

根据本发明的第二个方面，提供一种包含至少一个根据第一个方面所述的安装塞的步进电机。

根据本发明的第三个方面，提供一种用于车辆仪表板的电路板，所述电路板包含根据本发明第二个方面所述的步进电机。

根据本发明的第四个方面，如权利要求15所述，提供一种将部件安装在电路板上的方法。

本发明的其他方面在从属权利要求中进行说明。

附图说明

参考附图，将从下面非限制性示例性实施例的说明中明显看出本发明的其他特征和优势，其中：

图1是根据本发明的实施例所述的步进电机的等距视图；

图2a是展示锁定销在其初始位置时，根据本发明的实施例所述的安装塞的纵向剖视图；

图2b是展示锁定销在其初始位置时，通过A-A截取的图2a中安装塞的截面图；

图2c是展示锁定销在其锁定位置时，图2a和2b中安装塞的纵向剖视图；

图3a和3c是展示根据本发明所述，与安装塞一起使用的锁定销的两个变体的侧视图；

图3b和3d是分别展示图3a和3c中的锁定销的平面图；

图4a是展示锁定销在其初始位置时，根据本发明的第二个实施例所述的安装塞的平面图；

图4b是展示锁定销在其初始位置时，通过B-B截取的图4a中安装塞的纵向截面图；

图4c是展示通过C-C截取的安装塞的水平截面图；

图4d是展示锁定销移动至其锁定位置时，图4a至图4c中安装塞的纵向截面图；

图4e是展示图4d中的安装塞的局部放大截面图，所述截面以不同角度展示；以及

图5是展示根据本发明的一个方面所述，将部件安装在电路板上的方法的流程图。

具体实施方式

下面将更详细参考随附附图，对本发明的实施例进行说明。本发明的一个方面涉及用于将部件固定在安装(例如，电路)板上的安装塞。在下面本发明的实施例的示例性说明中，将以PCB上安装的步进电机为例。然而，本发明并不限于PCBs上安装的步进电机的情况。

图1是展示根据本发明所述的步进电机的面板表面的等距视图。在该示例中，步进电机1包含旋转轴10，其上可以贴附有指针(未示出)。例如，可以在车辆仪表组中使用该步进电机。指针轴10可以是透明的或半透明的，且可以至少部分封装在套筒中或封闭元件中，设置所述套筒或封闭元件，以减少任何杂散光，并因此不会干扰到仪表组的照明。如该示例中所示，在面板表面上，步进电机还包含引导塞11，例如，在PCB上进行自动去放安装程序期间，所述引导塞用于将步进电机1固定在PCB上的正确位置处。

该示例中的步进电机1包含两部分式外壳：下部分或面板部分9和上部分8(此处上和下不是参照附图而定，而是参照一旦安装在PCB上电机的方向而定)。例如，部分8和9中的一个或二者可以通过注塑模制方法制造。可以通过夹子将步进电机外壳的这两部分保持在一起，所述夹子比如参照数字7所指示的以同样的注塑模制方法形成的夹子。间隔件12可以设在步进电机1外壳的面板表面上，为了提供稳定的安装过程和PCB表面上方部件(步进电机1)的精确高度。步进电机1还可以包含多个电连接器销15，其设置以创建步进电机1和PCB的导电引线之间的电接触。可以通过已知方式形成的推入式电引脚连接器完成该连接。

示例电机1包含压入式安装塞2。在该示例中，两个压入式安装塞2设在面板侧边，用于将电机机械地固定在PCB上。每个压入式塞2都具有腰部，虽然压入式安装塞的宽度比PCB孔要宽，但所述腰部的直径基本上匹配其将配合的PCB孔的直径。在该示例中，所述远端呈倒角状，且设有压缩间隙6，从而在随着压入式安装塞2压入PCB孔中时，由于销穿过PCB孔，所以孔壁施加的作用力将向内压缩安装塞2远端的较宽部分，且所述较宽部分又在其出现在PCB的其他侧边时向外扩展成其标称的(基本未受压缩的)直径。因此，机械的连接是通过对压入式安装塞2的成形而获得的，以便在其远端穿过PCB中的孔时，其尺寸只稍稍偏离标称尺寸。可以基于偏离量调整紧密程度。上述压入式安装塞可以在推压穿过PCB中的孔时，打开得比其标称状态宽，从而机械地将电机保持到位。这类塞可以称作活性塞。应该注意的是，本说明中“向外”和“向内”的参照旨在基本上分别指远离和朝向每个压入式安装塞2的销通道16的中央纵轴的径向方向。

为此，压入式安装塞2优选由弹性可变形或弹性材料制成，比如，聚合塑料材料。安装塞的直径可以是几毫米。外壳的下部分9和安装塞2可以有利地互相邻接地形成、以相同模制方法由相同材料构造。

如图所示，为了便于压入式安装塞2插入PCB中的孔，该示例中指形件3、4中的每个都具有倒角端。安装塞2将要按压进PCB中的孔的边缘还可以对应地切成斜边。所述倒角形成压入式安装塞2的引导，帮助(a)将孔四周的作用力分配均匀，(b)使得销壁3、4的应力逐渐出现，因此使压入式操作更顺利、更易控制且更省力(在任意时刻都只需较少的作用力)，以及(c)协助将销与其压入的孔进行平行对齐。

如图所示，在所示实施例中，每个安装塞2都包含三个纵向或轴向壁部3、4，也称作指形件3、4，该指形件3、4之间存在狭槽或间隙6。换句话说，安装塞2具有中空的结构，以便安装塞2中可形成通道16(此处也称销通道16)，以便指形件3、4可设置在销通道16周围。在该示例中，销通道16具有稍稍呈锥形的形状，以便销通道16的直径可朝着所述销通道远端的方向逐渐变小。可以通过向销通道内或朝着其方向推压道壁(也就是安装塞壁)来减小销通道的直径。在正常状态下，当无作用力施加在道壁上时，远端的外直径要比安装塞11的腰部或中部的直径稍大。在该示例中，虽然一个指形件3具有平齐外表面，但在两个指形件4具有靠近指形件4远端的加厚部分5的情况下，可获得较大外直径。与其中所有指形件3、4都包含加厚部分的安装塞2相比，至少具有带有平齐外表面的一个指形件的安装塞2更容易推压穿过PCB中的孔。

例如，如图3a到3d所示，销通道16是锁定销17。虽然也可以使用其他材料，但该示例中的锁定销由塑料制成。锁定销的直径只可以是1mm到3mm。在该示例中，锁定销17是坚硬的且刚性的，并可以具有圆柱形、圆锥形或稍稍呈锥形的形状。如图2a所示，详细展示了本发明的第一个实施例，当销处于解锁或初始状态时，可以通过销紧固装置19将锁定销17在销通道中初始位置处保持到位。因此，锁定销可以是形成电机外壳的上部8的模制品部分。图2b是通过图2a中平面A-A而截取的塞的截面图。当中断销紧固装置19并将安装塞2以第一轴向方向推压穿过PCB中的孔时，随后，如下面将详细说明，可以将安装塞2锁定在其安装位置。随后，如图2c所示，沿着安装塞2的纵轴，从第一位置向下至第二或锁定位置轴向放置锁定销17。还可以设计安装塞2，以便在当以第一轴向方向移动锁定销17时，安装塞2的外直径可以在PCB的高度处稍稍膨胀，从而在安装塞2和PCB之间创建更紧密的机械式连接。

只要锁定销17处于锁定位置，电机1和PCB 21之间的机械式连接就不会存在无故地意外松弛或脱离的风险，且因此可以将安装塞2固定在其安装位置。为了降低任何锁定销17会意外地从其锁定位置上移位的风险，根据本发明所述至少提供一个销位移止挡件，用以避免锁定销从锁定位置处向外进一步的轴向移位。

根据第一个实施例所述，如图2a到2c所示，销位移止挡件包含用于阻止销17朝着其初始位置向回位移的第一位移止挡件14和用于阻止销从其锁定位置朝着安装塞2的远端移动的第二位移止挡件13。根据该示例所述，所述第一位移止挡件包含肩部、突起或脊部14，其部分地或完全地围绕销通道16的壁运行。所述肩部或脊部可以构造为在锁定销通过可变形突起时，通过锁定销17的第一轴向位移而向外变形，且在锁定销通过之后而向内恢复原状。肩部或脊部14和锁定销17可以由相同材料形成。替代性地，它们可以由不同材料形成。一旦锁定销已经推压过第一销位移止挡件，那么所述锁定销就无法朝着其初始位置往回行进，除非在该方向(参照第二轴向方向)上对锁定销17施加一个巨大且持续的作用力。

如图2a到2c所示的示例，第二位移止挡件包含在销通道壁内或销通道16的远端处形成的肩部或突起13。还可以具有不止一个与该肩部或突起一起形成的指形件。肩部或突起13设成用于与所述锁定销17的远端啮合的形状，以便阻止锁定销17的远端通过所述肩部或突起13的位移。在所示示例中，所述肩部形成在销通道16远端处指形件3、4中一个的内壁上。根据该示例所述，肩部13包含与安装塞2的剩余部分相同的材料。除了肩部，第二位移止挡件也可以是另一种止挡件。例如，其可以是具有类似于参考第二个实施例所述筋20的功能的轴向运行弹性可变形筋或多个弹性可变形轴向筋。

图3a到3d详细说明了图2a和2c中锁定销17的可能构型。如这些示例所示，所述锁定销可以具有圆锥形或稍稍呈锥形的结构，以便其与第二位移止挡件啮合的远端可比开始由销紧固装置19保持的近端稍窄。销的远端可以具有圆形或倒角状末端，以使其更易通过脊部14或沿以下所述的筋20移动。图3c和3d所示的销不同于图3a到3b所示的销，其不同之处在于：前者销在销17的外表面上包含弹性可变形、轴向运行突起或筋18。筋18构造为在销推压过图2a到2c中所示的第一位移止挡件14时向内压缩，并随后又向外恢复原状，从而增加了止挡或制动效果，阻止了锁定销一旦在其锁定位置时的轴向位移。

在所示示例中，安装塞2在其远端具有小型开口。当锁定销在销通道16的远端处处于其锁定位置时，可以用力推压锁定销17，例如可以通过将细长元件插入穿过开口并施加作用力，以将销通道16内锁定销朝着其初始位置进行位移(在第二轴向方向上)来完成。如果该作用力足以抵消第一位移止挡件14的止挡或阻止效果，那么可以特意将锁定销从其锁定位置推压出来。因此，可以解锁安装塞2，且从而通过将安装塞2从PCB的安装孔中推压出来，使电机从PCB上移除。

图4a到4e展示了第二个实施例。图4b是通过平面B-B对图4a截取后的纵向截面图，同时图4c是通过平面C-C对图4b截取后的水平截面图。第二个实施例类似于第一个实施例。然而，根据第二个实施例所述，第一位移止挡件的结构与第一个实施例的第一个位移止挡件的结构不同。根据第二个实施例所述，第一位移止挡件包含销通道16的内壁上的弹性可变形突起(也称为筋20)。筋20构造为在从初始位置到锁定位置的第一轴向位移期间，其由于在其沿筋20通过时存在于锁定销17的销通道中而向外局部变形，并在所述锁定销通过之后向内恢复原状。因此，当锁定销17到达锁定位置时，每个筋都向内恢复原状以形成肩部22，所述肩部阻止塞意外地在第二轴向方向上从锁定位置移回(也就是朝着其初始位置方向移回)。筋20可以形成为多个沿销通道壁轴向设置的突起部分。然而，所述或每个弹性可变形突起可以有利地形成为弹性可变形材料的连续轴向筋。不需要任何外伸部分来形成连续轴向筋形状的模制方法十分简便。筋20和安装塞2可以由相同材料形成。替代性地，它们可以由不同材料形成。

本发明的一个方面涉及将部件固定在安装在电路板上的方法。所述部件至少包含一个如上所述的安装塞2。参考图7的流程图，接下来将详细描述示例性安装方法。在步骤31中，安装塞2与PCB 21上对应的安装孔对齐。在步骤33中，插入所述部件，从而使所述安装塞2以可靠的方式与所述安装孔啮合。在步骤35中，安装塞2的锁定销的第一轴向位移在第一轴向方向上生效，以便锁定销17当时处于第二或锁定位置。在该步骤期间，如果安装塞2是根据第二个实施例所述的安装塞，那么弹性可变形突起20将在锁定销通过时通过所述锁定销的第一轴向位移而向外局部变形。在步骤37中，当锁定销17的远端触及至少一个肩部或突起13时，则终端所述销的第一轴向位移。在此处，弹性可变形突起20在所述锁定销的后方恢复原状，以阻止其意外地在第二轴向方向上进行位移。如果安装塞2是根据第一个实施例所述的安装塞，那么将由脊部/突起14执行对应的阻止或止挡功能，且可选地，由锁定销17上的筋18来执行该功能。

虽然本发明已经在附图和先前描述中进行了图解和说明，但该图解和说明认为是说明性的或示例性的，且并不是限制性的，本发明不限于所公开的实施例。当执行要求保护的发明时，基于对附图、公开和随附权利要求的研究，本领域的技术人员可以理解并实现其他实施例和变体。例如，电路板上将进行固定的部件还可以是具体指示的电机适配器，其用于通过对其的使用而将电机1与PCB 21连接起来。当然，所述部件还可以是其他任何以上述方式固定在电路板上的部件。

在权利要求中，词汇“包含”并不排除其他元件或步骤，且限定冠词“a”或“an”并不排除多个。在互不相同的从属权利要求中引用某些手段这个事实并不表示这些手段的组合不能被有利地使用。权利要求中任何参考标记都不应该解释为限制本发明的范围。