专利名称：具有改进的保持力的机动车连接器的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及电连接器，更具体地说，本发明涉及用在机动车应用中的具有改进的保持力的电连接器。
背景技术：
多年以来，在消费者电子工业中已使用输入-输出(“I/O”)连接器以提供例如电脑与外围设备(诸如CD和DVD播放器、扫描仪、打印机等)之间的连接。这些连接器应用可包括使用多个被接收于压配合端子中的传导销的并联连接，或使用具有以可滑动的方式相互接合的触点的扁端子的通用串行总线架构(“USB”) 连接。该滑动接合可用在家用和商务电脑应用中，其中所述连接器通常被布置在电脑和外围设备的后面，不妨碍使用者的位置。
近年来，在机动车应用中包含电子娱乐设备和电脑系统的情况极大增加。交通工具上装有录像磁带和DVD播放器、MP3音乐系统，以及个人娱乐设备，诸如由索尼公司、任天堂公司以及微软公司所制造的那些。汽车工业以及其他运输工具工业诸如飞机制造工业已经表明，它们将为其交通工具和飞机装配其他类型的电子装置，诸如电脑、传真机等。
在许多所述应用中，机动车或飞机将具有电子中心，所述电子中心将包括用以支持播放器、装置或游戏系统的各种电路板。一个或多个连接器将被安装于所述电路板以提供使用者或乘客可将插头连接器插入于其中的插座或接受器，从而将启动装置连接于播放器、系统等。乘客会重复地插入和移除这些插头连接器，每次汽车行程通常大约重复多于2到4次。通过交通工具进行的旅程非常多，因此在交通工具使用中插头连接器的插入和移除循环将日积月累。
这些插入和移除循环会在插座/接受器以及附属于其相关电路板上的其装置上施加大量应力。因此本发明涉及用于交通工具应用的改进的连接器组件，所述连接器组件是坚固的并且能够承受重复的插入和拉出循环。
本发明的概述因此本发明的主要目的是提供一种用于机动车和飞机应用的改进的连接器组件，所述连接器组件具有将插座或接受器牢固地保持在相关电路板上的适当位置中的改进保持力，并且所述连接器组件具有这样一种结构，即，在插入和拉出期间抵抗施加于其上的应力的同时更有效地将连接器固定于电路板。
本发明的另一个目的是提供一种用于机动车应用的连接器系统，所述连接器系统包括电路板、附于电路板上的连接器以及用于围绕连接器并将连接器保持在电路板上其期望位置中的护罩部件。
本发明的另一个目的是提供一种用于机动车应用的坚固的I/O连接器组件，其中所述连接器组件经受重复的插入和移除循环，并且其中，所述连接器组件包括用于将插头连接器接收于其中的凹形插座型式的连接器，所述连接器组件还包括附于电路板的保护性护罩，所述保护性护罩至少部分地围绕凹形插头座，所述护罩具有与凹形插头座的外表面相接合的压臂，并且所述压臂向其施加保持力以便于将护罩保持在电路板上的适当位置中。
本发明的另一个方面是提供一种用于高速电连接器的防护外壳，所述外壳具有中空护罩的形状，其带有绝缘体部分被分成为两部分，一部分用于容纳插座连接器，另一部分用于接收相对的插头连接器，所述外壳主体部分还包括用于分开所述外壳主体部分的壁部分，并且所述壁部分提供了用于将所述外壳附于壁上或安装交通工具的舱壁的装置，所述护罩的外壳部分包括中空腔，其中两个保持部件延伸到所述腔中并且与插座连接器的部分相接合，所述外壳部分还包括形成在外壳的外壁中的压制部件，所述压制部件被定位在外壳部分上以在插座连接器上施加与由内部保持部件施加于插座连接器上的力相反的力。
本发明的另一个目的是为上述护罩提供罩部件，所述罩部件包括具有传导性金属的护罩的外表面镀层，以使得所述护罩从电路板处直到并穿过舱壁或被所述护罩穿透的其他支撑件包围所述连接器，所述护罩的外部镀板面提供对于电磁干扰(“EMI”)保护的测量。
本发明的另一个目的是提供一种用于安装于电路板的连接器的传导性套，所述传导性套为具有用于将一个连接器接收于其中的套部分和用于将第二连接器接收于其中的接受器部分的护罩形状，所述第二连接器可与前一连接器匹配，所述套部分具有由多个壁限定的内腔，其中的两个壁具有形成于其上的保持部件，所述保持部件与所述一个连接器相接合并将所述一个连接器的位置固定在所述内腔中，而所述套部分的第三壁包括压制部件，所述压制部件被偏压以便于当被围绕在护罩中时在所述一个连接器上施力，所述保持部件提供至少部分地抵抗由所述压制部件施加在所述一个连接器上的力的反应面。
本发明通过其新颖且独特的结构实现了前述目的。因此，在本发明的一个基本方面中，提供了一种凹形插座型式的连接器以便于安装在电路板上。提供了较大的护罩部件并且所述护罩部件具有几乎将整个插座连接器接收于其中的内腔，因此所述护罩在所述插座连接器的大部分周围延伸并且所述护罩部件与所述电路板的表面配合。所述护罩包括压臂，所述压臂与插座连接器的外表面相接触以便于在插座连接器上施力，通常为向下力，从而将插座连接器保持在电路板上指定位置中，因此可将其可靠地焊接或用其他方式连接在那里。该向下力与由护罩部件的内保持臂施加在插座连接器上的反作用力相反。
在本发明的另一个基本方面中，护罩的压臂与之整体形成并且以悬臂的方式在形成于所述护罩外壁中的狭槽中延伸。所述压臂最好以水平的方式在所述护罩的顶壁中延伸并且包括位于所述插座连接器两个相对端中间的自由端。所述插座连接器本身可具有外传导性护罩，因此期望将所述压臂镀以传导性材料，以使得从所述护罩到所述插座连接器的外部接地壳或套之间可建立带电或接地的连接。
在本发明的另一个基本方面中，护罩具有一个或多个保持片，所述保持片与之形成并被设在所述护罩的内腔中。这些保持片与所述插座连接器的另外外表面相接触，并且这些表面最好被定向得与所述护罩压臂与之接触的外表面相反。这些保持片不仅用于将所述插座连接器保持在所述护罩中的适当位置中，而且还在所述护罩与所述插座连接器之间提供辅助的电连接点。所述保持片用于提供取向与压臂相反的反应面，并且用于至少部分地抵抗由所述压臂施加在所述插座连接器上的力。
在本发明的另一个基本方面中，所述插座连接器包括一系列被接收于形成在电路板中的相应安装孔中的安装支脚，并且所述插座连接器包括一个或多个从安装支脚附近延伸的延伸部分，所述延伸部分用作用以限制所述护罩可将所述插座连接器向下压而与电路板相接触的距离的装置，从而为所述连接器系统提供反过度应力措施。
从以下结合附图所作出的详细描述中将明白具有本发明优点的这些和其他目的、特征。
附图的简要说明在详细描述过程中，将频繁参照以下附图，其中
图1是连接器组件的透视图，所述连接器组件使用根据本发明原理构成的保护性保持护罩并且具有与之对齐的电缆插头连接器；图2是图1连接器组件的透视图，其中所述插头连接器已完全插入到所述连接器组件中；图3是图1连接器组件的分解图，示出了所述组件部件之间的相互关系；图4是图1连接器组件的护罩部件的透视图；图5是从其底部看过去时图4护罩部件的透视图；图6是从其后部看过去，并且在所述插座连接器上的位置中所示的图4护罩部件的透视图；图7是沿其线7-7所截并且只穿过图6护罩部件的图6的截面图；图8是沿其线8-8所截的图1连接器组件的截面图。
优选实施例的详细描述图1示出了可用在交通工具应用中的完整的电子系统入口20。在描述中术语“交通工具”将被授予其最广泛的解释并且不局限于传统的陆地交通工具，而是应包括飞机和水运工具以及其他浮动工具。
入口20通常被形成在以虚线示出的面向所述交通工具内部的舱壁或壁21中。在舱壁或壁21后面的空间中，支撑有电路板23，并且电路板23延伸到电子装置(未示出)处并且在其表面上还包括多个传导性轨迹24，所述传导性轨迹24形成从所述装置到支撑于电路板23上的连接器25之间的电路通道(图3)。
参照图3，可以看出连接器25是插座、或者是接受器型连接器，最好为LEEE1394、1394a或1394b类型的，其中它们的尺寸非常小并且所述连接器必须被安装于电路板上并且在特定安装距离处由所述电路板支撑。在属于本发明受让人的美国专利No.6,280,209中详细地描述了这样一种连接器及其结构。连接器25可包括内接触腔26，其中通过绝缘外壳28支撑有多个触点27。所述外壳28可部分地被第一、或内部传导性套29围绕，而内部传导性套29又部分地被第二、或外部传导性套30围绕。
这两个套29、30相互之间以预定距离隔开，从而形成所示的环形腔32，所述环形腔32最好接收相应的相对插头连接器36(图1)的外壁35。这两个套29、30最好包括一个或多个与之形成的弹簧臂38，当插头连接器36被插入到插座连接器25中时所述弹簧臂38用于在插头连接器36上施加保持力。
如图6中所示的，插座连接器25包括多个端子尾状物40，所述端子尾状物40从端子27处延伸到连接器外部，并且用于使得连接器25的端子27与电路板23上的轨迹24相连接。尽管是以表面安装尾状物40的形式示出的，但是插座连接器的尾状物还可为通孔形式的，所述通孔形式的尾状物被接收于电路板上的镀层接合孔中。内部和外部套29、30还可具有用于连接于电路板23的接地片42(图3)。所述插座连接器如图1和图2中所示的那样接收插头连接器36，从而附于电缆19。插头连接器36是从其普通定向相反的方向示出的。
本发明涉及改进的连接器组件50，在其最广泛的含义中，所述连接器组件50包括电路板23、安装于其上的连接器25以及用于保护并至少部分地围绕连接器25的保护性护罩51。护罩51用作连接器25的保护性外壳并且申请人已注意到的是，很难制造用于被紧固于电路板23并且以与电路板23具有特定距离的方式被支撑的小连接器(诸如USB或1394a和1394b那种类型的)的外壳，这是由于制造公差非常严密。诸如所示类型的连接器25具有例如约为0.375英寸×0.5英寸×0.28英寸的尺寸。在如此小尺寸的情况下，期望能够保护所述连接器，但是还要将其保持在电路板上的适当位置中。而且，在如此小的空间环境中，插座连接器与电路板相连接的连接区域也非常小并且容易受到由插头连接器的插入和移除所导致的高应力。
图3示出了护罩51，如图中所示的，它包括可由插入的安装壁55相隔开的前面52和后面53。前面52是中空的，其中形成有通道54，其尺寸最好被制定得用于接收相对插头连接器36的接合端部39和主体部分38。如图中可看出的，护罩通道54由多个壁60限定，其底壁可具有狭槽61，所述狭槽61用于与形成在相对连接器主体部分38上的闩锁(未示出)相接合。前面52最好是连续的，甚至越过狭槽61连续，以便于提供(如果需要的话)用于接合相对连接器36上的闩锁的装置。
在图5中，示出了护罩51的底部或表面，并且可以看出护罩51在安装壁55的相对侧上包括连接器25装配于其中的另一个内部腔65。如图3中所示的，从护罩51的底部实现连接器25的插入，从而形成随后可被安装于电路板23的组件。在这一点上，护罩51最好具有安装凸缘66和孔67，通过安装凸缘66和孔67借助于螺丝钉、铆钉、焊接板锁等护罩51可被安装和附于电路板23。
如图5中所示的，护罩后腔65最好具有以一对竖直臂69的形式示出的一个或多个保持器，其中每个臂具有与偏移(示为向内延伸)钩或侧翼71端接的自由端70。通过形成于外部套30中的一对相应的槽口80与之内配合，这些钩71与连接器25的外部套30相接合，图中示出槽口80被设置在连接器25的外部和下部边缘处。所述钩将靠在这些槽口80的顶面81上并且将连接器25保持在护罩51的适当位置中。所述钩用作用以抵抗可由弹簧或压臂90施加在插座连接器25上的力的反应面。在这一点上，如从图5中可看出的，最好使得钩的平直端位于公共平面中，从而使得任何反作用力都是均等的。可看出的是，所述钩与所述插座连接器的底边相接合，同时弹簧臂与插座连接器的顶表面相接合。以这种方式，并且与所述护罩的安装凸缘66相协作，所述护罩用于保护插座连接器免受有害应力，所述有害应力可能由于插头连接器插入于插座连接器25中以及从插座连接器25中移除而产生。
在本发明的一个重要方面中，护罩51包括最好与护罩51整体形成的弹簧臂90。如图6和图7中清楚示出的，弹簧臂90在狭槽91中延伸，所述狭槽91在所述护罩后半部分中形成并且与其后内部腔65相通。可以看出的是，弹簧臂90以悬臂的形式首先在所述护罩的后面53中竖直地延伸，之后在护罩51的后半部分的顶壁92中水平地延伸。弹簧臂90终止于自由端95中，所述自由端95具有从其处向下延伸到后内部腔65中的压制部件96。
压制部件96的顶部与连接器25的外部套90的外表面相接触，在这一点上，最好为护罩51的部分或全部外表面浇铸或镀以传导性材料。通过用诸如塑料等材料模制所述护罩之后为其镀层可容易地作到这一点。在镀层的基础上，当在安装凸缘66中或沿安装凸缘66出现连接点的情况下可建立电路板23与护罩51之间的电连接。在压制部件96顶部处以及在保持钩71的端部处(如果期望的话)也可建立护罩51与连接器之间电连接。
在操作中，悬臂式弹簧臂90推动连接器25使之与电路板23相接触并将其布置在电路板23上，因此连接器25(尤其是其端子尾状物40)可在回流类型的焊接操作中被焊接。护罩51用作保护被覆盖的连接器25免受载荷作用以及免受振动的装置，所述载荷为插入和移除插头连接器36的循环中所发生的，所述振动可为使用者通过连接电缆19和插头连接器而传输的。
插入安装壁55使得护罩51和电路板23被支撑在舱壁或安装壁21上。护罩后面53最好不会向下延伸到电路板23的表面，并且护罩后面53可包括凹槽部分98(图6)。这允许在回流焊接程序中进入到端子尾状物区域。
为了防止连接器端子尾状物40遭受过度应力或弯曲，连接器25的外部套30可装有过调支脚99(图7和图8)，所述过调支脚99具有与电路板23相对的止动表面100并且将限制连接器25通过其端子尾状物40和接地尾状物42的向下行进。
尽管已在具有传导性涂层的绝缘体方面描述了本发明，但是应该理解的是，其他结构也可适合。例如，所述护罩的传导性表面可形成有插入物，或者所述护罩可由传导性材料压铸而成。所述护罩不仅基本地围绕插座连接器(至少在其三侧上)，而且还提供用于将插座连接器保持在护罩中适当位置中并且以这种方式附于电路板的装置，所述方式即，解除被传输到插座连接器与电路板之间的焊接连接处的插入和移除应力。
虽然已示出并描述了本发明的优选实施例，但是本领域普通技术人员应该明白的是，在不脱离本发明精神和由所附权利要求所限定的其保护范围的情况下可对其进行改变和修正。
权利要求
1.一种电连接器组件，包括包括多个导电轨迹的印刷电路板；包括多个端子的插座连接器，所述插座连接器被设置在所述印刷电路板上以使得所述端子与所述轨迹工作连接；以及用于围绕所述插座连接器的护罩，所述护罩包括与所述印刷电路板工作连接的内部腔，以使得所述插座连接器的大部分被设置于护罩内部腔中，所述护罩还包括具有自由端的压臂，所述自由端与所述插座连接器的第一表面相接触，以便于将所述插座连接器保持在相对于所述印刷电路板的期望定位上。
2.依照权利要求1中所述的电连接器组件，其特征在于，所述自由端沿所述印刷电路板的方向在所述插座连接器上施力。
3.依照权利要求1中所述的电连接器组件，其特征在于，所述内部腔由多个壁限定而成，并且所述压臂整体形成在其中一个壁中。
4.依照权利要求1中所述的电连接器组件，其特征在于，所述护罩包括后壁和顶壁，并且所述压臂被整体形成在后壁中并且以悬臂的方式在顶壁中所形成的狭槽中延伸。
5.依照权利要求1中所述的电连接器组件，其特征在于，所述压臂自由端被如此设置，即，使得与插座连接器的接触部分处于所述插座连接器相对端部的中间。
6.依照权利要求1中所述的电连接器组件，其特征在于，所述插座连接器的第一表面包括套，并且所述压臂包括布置于其上的传导性部分，所述传导性部分用于与套相接触从而在所述套与所述轨迹之间形成接地通道。
7.依照权利要求1中所述的电连接器组件，其特征在于，所述插座连接器包括用于与所述电路板中所形成的孔相接合的一系列安装支脚和至少一个邻近于所述安装支脚的延伸部分，所述延伸部分与所述印刷电路板相接触并限制所述安装支脚与所述印刷电路板之间的接合。
8.依照权利要求1中所述的电连接器组件，其特征在于，所述护罩是用塑料制成的，并且镀有传导性涂层，以使得所述护罩与所述插座连接器之间的接触点建立传导性的电路径。
9.依照权利要求1中所述的电连接器组件，其特征在于，所述护罩包括多个壁，并且所述多个壁中的第一壁限定了用以将所述插座连接器接收于其中的所述护罩的围绕部分，并且所述多个壁中的第二壁限定了用以接收与所述插座连接器相配合的插头连接器的接受器部分。
10.依照权利要求3中所述的电连接器组件，其特征在于，所述护罩还包括至少两个与之形成的保持部件，所述保持部件与所述压臂相隔开并且在所述插座连接器的第二和第三表面上与所述插座连接器相接合。
11.依照权利要求10中所述的电连接器组件，其特征在于，所述两个保持部件被形成在所述护罩的一对相对壁上，并且所述压臂被形成在所述护罩的另一个壁上。
13.依照权利要求12中所述的护罩，其特征在于，所述护罩包括用于将所述护罩附于电路板上的装置，并且所述压臂沿所述印刷电路板的方向在所述插座连接器上施力，以使得当所述护罩被施加于所述插座连接器上并且所述护罩和所述插座连接器都被安装于电路板中时，所述电路板被设置于所述护罩和所述插座连接器的下面。
14.依照权利要求12中所述的护罩，其特征在于，所述第二组壁包括后壁和顶壁，并且所述压臂被整体形成在后壁中并且以悬臂的方式在顶壁中所形成的狭槽中延伸。
15.依照权利要求14中所述的护罩，其特征在于，所述第二组壁还包括一对侧壁，所述侧壁以一定角度从所述后壁和顶壁处延伸，并且所述第一壁是所述侧壁中之一。
16.依照权利要求15中所述的护罩，还包括形成在另一个所述侧壁中的第二保持部件，每个所述保持部件都具有延伸到所述腔中的侧翼部分，所述侧翼限定了反应面，所述反应面与所述插座连接器相接合并且抵抗由所述压臂施加于所述插座连接器上的力。
17.依照权利要求12中所述的护罩，其特征在于，所述护罩包括传导性涂层，因此所述护罩限定了所述护罩与所述插座连接器套之间的导电路径。
18.依照权利要求16中所述的护罩，其特征在于，所述侧翼部分与所述压臂自由端相隔开并被布置得与所述压臂自由端相对。
19.依照权利要求18中所述的护罩，其特征在于，所述侧翼部分位于公共平面中。
20.用于将插座连接器保持在电路板上的护罩，所述插座连接器具有外部传导性套并且具有多个可附于所述电路板的端子尾状物部分，所述护罩包括中空主体，包括当所述护罩被施加于所述插座连接器时将至少一部分所述插座连接器接收于其中的内部腔，用于接收可与所述插座连接器相配合的插头连接器的接受器部分，所述护罩部分包括形成在所述腔相对壁中的一对保持部件，所述保持部件延伸到所述腔中以便于当所述护罩被施加于所述插座连接器时与所述插座连接器的第一表面相接合，所述主体为传导性的，从而在所述护罩与所述插座连接器套之间提供导电路径；以及具有与所述插座连接器的第二表面相接触的自由端的压臂，所述压臂自由端以与所述保持部件相对的悬臂的方式至少部分地延伸到所述腔中，所述压臂具有当所述护罩被施加于所述插座连接器时与所述插座连接器的第二表面相接触的自由端，所述压臂自由端与所述保持部件相对，以使得所述保持部件抵抗由所述压臂自由端施加在所述插座连接器上的力。
全文摘要
本发明公开一种用于安装于电路板的连接器的传导性围绕部分，并且所述围绕部分是以护罩的形式制成的，所述护罩具有用于将一个连接器接收于其中的围绕部分和用于将可与所述一个连接器相配合的第二连接器接收于其中的接受器部分。所述围绕部分包括由多个壁限定的内部腔，其中两个壁具有形成于其上的保持部件，所述保持部件与所述一个连接器相接合并且固定所述一个连接器在所述内部腔中的位置，而所述围绕部分的第三壁包括压制部件，所述压制部件被偏压以便于当所述一个连接器被围绕在所述护罩中时在所述一个连接器上施力。所述保持部件提供用于至少部分地抵抗由所述压制部件施加在所述一个连接器上的力的反应面。
文档编号H01R12/71GK1613168SQ03801994
公开日2005年5月4日 申请日期2003年1月7日 优先权日2002年1月7日
发明者柯克·B·佩洛扎 申请人:莫莱克斯公司