专利名称：电连接相邻电路板的电插座组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及配置为电连接相邻电路板的电插座组件。
背景技术：
在一些已知的电气系统中，电连接器组件能被用来电连接一对彼此相邻层叠的电路板。例如，一对电路板可被定位为彼此重叠且彼此平行延伸，层叠间隙在该对电路板之间延伸。连接器组件可配置在电路板之间且机械和电连接电路板。因为连接器组件位于电路板间的层叠间隙中，分离该对电路板的层叠间隙的最小高度需要容纳连接器组件。进一步， 与仅仅传输数据信号的连接器组件相比，在电路板之间传输电力的连接器组件需要更大的层叠间隙。例如，在已知的具有在层叠电路板间传输电力的连接器组件的电气系统中，层叠间隙具有大于12毫米或大于25毫米的高度。这样的层叠高度能减少电气系统中可利用的间隙量。因此，需要一种能传输电力到电路板同时减少相邻电路板之间所要求的层叠高度的连接器组件。
发明内容
根据本发明，电插座组件被配置为在电路板和电力触头之间传输电力。该插座组件包括插座外壳，该插座外壳包含耦接部分和凸缘部分且具有沿中心轴延伸穿过耦接部分和凸缘部分的接触槽。该插座外壳配置为当电力触头接收在接触槽时电接合电力触头。耦接部分和凸缘部分具有各自不同的围绕中心轴延伸的外围轮廓。耦接部分的外围轮廓尺寸和形状允许耦接部分插入电路板的通孔，而凸缘部分的外围轮廓尺寸和形状阻止凸缘部分通过电路板的通孔前进。紧固件配置为固定到耦接部分。紧固件和凸缘部分具有各自沿中心轴互相面对的配合面。该配合面配置为将电路板夹紧在其间使得插座外壳具有相对于电路板的固定位置，其中导电通路存在于电力触头和电路板之间，导电通路通过至少一个夹紧电路板的配合面传输电力。
图1是根据一个实施例形成的电路板组件的侧视图；图2是根据一个实施例形成的插座组件的侧视图；图3是图2中示出的插座组件的前端的透视图；图4是图2中示出的插座组件的后端的透视图；图5是与图1中示出的电路板一起使用的电力触头的透视图；图6是当电力触头和插座组件接合时插座组件的前端的平面图；图7是图1的当与电力触头组件接合时的电路板组件的侧部横截面图。
具体实施方式
图1是根据一个实施例形成的电路板组件100的侧视图。该电路板组件100包括通过电插座组件106和电力触头组件108电连接的第一和第二电路板102和104。该插座和触头组件106和108也可称为该电路板组件100的子组件。该插座组件106包括插座外壳110和紧固件(或第一紧固件)112，其耦接到插座外壳来固定或安装插座外壳110到电路板104上。如所示，插座外壳110具有前端130、后端132和在其间延伸的中心轴190。该前端130配置为通过该电路板104的通孔230(如图7所示)插入。后端132被配置为设置在电路板102和104之间。当该电路板组件100完全被构造时，该电路板104位于紧固件112和插座外壳110 的包括后端132的凸缘部分122之间。插座组件106可夹紧该电路板104并且相对于该插座外壳110将电路板104保持在固定位置。在该电路板组件100的正常操作期间，该插座组件106可便于构建该电路板组件110，且保持该电路板104在希望的取向上。还示出的， 该电路板102具有相对的板表面(或侧面)192和193，并且该电路板104具有相对的板表面(或侧面)194和195。每一个板表面192-195沿中心轴190面向一个方向。触头组件108包括延长的电力触头114。如图1所示，当该电路板组件100被完全构造时，该电力触头114可延伸穿过第一和第二电路板102和104以及该插座外壳110 的接触腔160(如图3所示)。该触头组件108还包括紧固件(或第二紧固件)116，其耦接于电力触头114以紧固该电力触头到该电路板102。该电力触头114包括插入端134和终端136 (如图5所示)，终端136被配置为耦接到该紧固件116。该电力触头114被配置为插入接触腔160来形成该插座外壳110和该电力触头114间的电接触。当该电力触头114 被固定到电路板102且电接合到该插座外壳110时，一个或更多个导电通路可从该电路板 102出现，穿过电力触头114、和穿过该插座组件106到达该电路板104。因此，该插座和触头组件106和108可为在该电路板102和104间传输电力提供电连接。例如，该插座和触头组件106和108可传输至少大约35A。此外，该插座和触头组件106和108可允许该电路板102和104彼此直接相邻地设置。在示出的实施例中，该电路板102和104互相平行取向且在它们之间存在层叠间隙 (或高度)Si。当该电路板组件100完全构建时，该插座外壳110、该紧固件112和116以及该电力触头114沿通过插座外壳110延伸的中心轴190相对于彼此层叠。如所示出的，该电力触头114的安装特征204和该插座外壳110的凸缘部分122互相层叠且布置在该电路板102和104之间的层叠间隙Sl内。该层叠间隙Sl可沿着穿过层叠间隙Sl的互相面对的板表面195和192间的中心轴190进行测量。中心轴190可在沿重力方向或各种其它方向，例如垂直或倾斜于重力方向，延伸。进一步，尽管未示出，其它组件或元件可位于该电路板102和104之间。例如，其它紧固件可在它们之间延伸，其配置为机械保持相互相邻的电路板102和104。该层叠间隙Sl可小于在已知的其中电路板相互相邻层叠的连接器组件中使用的层叠间隙或高度。例如，在特别的实施例中，电路板102和104之间的该层叠间隙Sl小于大约.50英寸。在更特别的实施例中，该层叠间隙Sl小于大约0. 25英寸或小于大约0. 20 英寸。然而，在其它实施例中，该层叠间隙Sl大于0.5英寸或大于1.0英寸。该层叠间隙 Sl也可与已知的连接器组件中使用的层叠间隙或高度类似。图2是根据一个实施例形成的插座组件106的侧视图。该插座外壳110包括凸缘部分122、耦接部分140和在耦接部分和凸缘部分140和122之间延伸的肩(或中间)部分 142。该凸缘部分122具有沿中心轴190在相反方向面对的端接表面144和配合表面146。 在所示的实施例中，该端接和配合表面144和146互相平行且平行于电路板104(图1)延伸。该凸缘部分122具有在端接和配合表面144和146之间测量的厚度Tl。该凸缘部分 122也具有通过且垂直于中心轴190测量的外径Dp该耦接部分140从该肩部142朝向前端130延伸。该耦接部分140具有通过且垂直于中心轴190测量的外径D2。如所示，该耦接部分140也具有被配置为接合该紧固件 112的外表面148。在所示的实施例中，该外表面148被形成以包括在中心轴190周围弯曲的面向外的螺纹150。该紧固件112可包括互补的面向内部的螺纹对8(图7)，其接合该螺纹150从而将该紧固件112固定到插座外壳110。该插座外壳110和该紧固件112可包括导电材料。如此，当该紧固件112固定到其上时，在该紧固件112和该插座外壳110之间可存在导电路径。然而，该插座组件106可具有其他机构，用于将该紧固件112固定到该插座外壳110且在它们之间形成导电通路。例如，该插座组件106可利用闩锁、弹簧、突出部、沟槽、凸轮和其它机械特征来固定紧固件112到该插座外壳110并建立电连接。可选择地，该插座组件106可包括如图2所示的肩部142。在替代的实施例中，该耦接部分140可从该前端130直接延伸到凸缘部分122。如所示，该肩部142可具有外径 D30外径D3可小于该凸缘部分122的外径D1，但大于外径D2。在一些实施例中，该肩部142 的尺寸和形状相似于该电路板104 (图1)的通孔230 (图7)，从而该肩部142具有相对于该电路板104的紧配合。在这些情况下中，该肩部142的外表面152可电连接到沿通孔的内壁电镀的导电材料。如图2所示，该紧固件112具有面向沿着中心轴190的方向的配合面154。该配合面巧4和配合面146沿中心轴190在相反的方向上互相面对(S卩，彼此相对)。该配合面 154和146可分开可调节的分离距离SD115在所示的实施例中，当该紧固件112围绕该中心轴190旋转时，该紧固件112向该凸缘部分122前进从而减少分离距离SD115同样在所示的实施例中，该配合面1 包括导电材料且配置为与该电路板104(图1)密切接触以在它们之间建立电连接。图3和4示出了插座组件106的不同的透视图。如所示，该插座外壳110和该紧固件112基本是圆柱形部件。然而，在替代的实施例中，假若该插座外壳110和该紧固件 112可互相固定并建立一个或多个在本文中所述的导电通路，该插座外壳110和该紧固件 112可具有其它几何形状。该插座外壳110包括在前端和后端130和132之间延伸的接触腔160。该接触腔160延伸通过耦接和凸缘部分140(图2~)和122。该中心轴190穿过该接触腔160的中心延伸。在所示的实施例中，该接触腔160完全在前端和后端130和132间延伸。该接触腔160具有在前端130处的开口 162 (图3)和在后端132处的开口 164 (图4)。该开口 164 的尺寸和形状可接纳电力触头114(图1)。进一步，在所示的实施例中，该开口 162和164 的至少一个配置为接纳插座触头166从而该插座触头166可位于该接触腔160中。在替代的实施例中，不需要该开口 162且该插座触头166和电力触头114通过该腔开口 164进入接触腔。如图4所示，该凸缘部分122的端接表面144沿垂直于该中心轴190的平面延伸。如此，该终端面144可构成该插座外壳110的后端132。更具体地说，当该电路板组件 100(图1)完全构造时，该端接表面144可配置为与另一部件，例如电力触头114(图1)，接合或连接。同样如图3和4所示，该凸缘部分122和该紧固件112可包括配置为接合用于装配该插座组件106的工具的接合孔170。图5是电力触头114的透视图。该电力触头114具有在插入端和终端134和136间纵向延伸的形状。该插入端134的形状可为便于配合该电力触头114与该插座组件106(图 1)。例如，该插入端134可圆形或圆顶形。该电力触头114还包括轴部分202、安装特征 204、接合部分206和耦接特征208。该轴部分202纵向延伸到插入端134且包括接触表面 210。该接触表面210的尺寸和形状与该插座触头166(图幻有关以便建立电连接。该安装特征204从该接触表面210径向伸出且具有厚度T2。耦接特征208可包括配置为接合该紧固件116(图1)的互补螺纹(未示出)的面向外的螺纹212。图6是当电力触头114插入到接触腔160时插座组件106的平面图。如所示，该插座组件106可具有在中心轴190周围延伸的不同的外周长或外部轮廓P1-P315更具体地， 该凸缘部分122具有包括直径D1的尺寸的外部轮廓P1，该耦接部分140具有包括直径D2的尺寸的外部轮廓P2,以及肩部142具有包括直径D3的尺寸的外部轮廓P3。该外部轮廓P1-P3 的尺寸和形状对应于该电路板104(图1)的该通孔230(图7)。在特别的实施例中，该耦接部分140的外部轮廓P2具有允许耦接部分140插入到通孔230的尺寸且该凸缘部分122 的外部轮廓P1具有阻止凸缘部分122进入通孔230的尺寸。该肩部142的外部轮廓P3具有与外部轮廓P1和P2不同的尺寸和形状。该外部轮廓P3可具有相似于通孔230的尺寸和形状的尺寸和形状，从而该肩部142与通孔230形成滑配合或紧配合。在所示的实施例中，外部轮廓P1-P3基本是圆的。然而，在替代的实施例中，该外部轮廓可具有其它几何形状，假若该插座组件106可起到如在此所述的作用并且提供如在此所述的导电通路。例如，该耦接部分140可具有对角线小于通孔230的直径D4(图7)的正方形形状的外部轮廓。进一步，该肩部142可具有非圆形的形状。图7是示出该插座组件106的横断面的该电路板组件100的侧视图。为了提供触头组件108，该电力触头114的接合部分206插入该电路板102的通孔232且在从板表面 192到板表面193的方向上前进。电力触头114的耦接特征208突出超过该板表面193从而该紧固件116可与其耦接。在所示的实施例中，紧固件116和耦接特征208通过类似于紧固件112和插座外壳110的螺纹机构互相耦接。然而，在替代的实施例中，可使用其它的耦接机构。为了提供插座组件106，插座外壳110的前端130进入穿过电路板104的通孔230。 如前描述，耦接部分140的尺寸和形状相应于通孔230的尺寸和形状以允许耦接部分140 在其中移动。随后，肩部142进入通孔230。当耦接和肩部140和142穿过通孔230移动时，凸缘部分122的配合面146接近电路板104的板表面195。在所示的实施例中，配合表面和板表面146和195互相直接接触从而电流可在其间传输。在这些实施例中，端接表面 144定位为与板表面195的距离等于凸缘部分122的厚度Tl (图2)的距离。例如，终端表面144可离开电路板104小于大约0. 12英寸，更特别地，小于大约0. 10英寸的距离或小于大约0. 07英寸的距离。在插座外壳110插入穿过通孔230之后，紧固件112可固定到插座外壳110的耦接部分140。紧固件112的配合面IM可接近并接合板表面194。紧固件112使电路板104 压靠凸缘部分122的配合面146。如此，插座组件106可将电路板104夹紧在配合面IM和 146之间。当电路板104被该插座组件106夹紧时，该插座外壳110可具有相对于该电路板 104的固定位置。在此描述的实施例可在该插座组件106和该电路板104间建立一个或多个的电连接。例如，在所示的实施例中，该配合面1 和146包括导电材料。同样地，该板表面195 可包括在其上的导电材料(由沿该板表面195的黑阴影指示)，在此该板表面195与配合面 146连接，且该板表面194可包括在其上的导电材料，在此该板表面194与配合面巧4连接。 进一步，在一些实施例中，由于该通孔230和该肩部142的相对尺寸和形状，该肩部142可形成与限定通孔230的内壁240滑配合或紧配合。在这些实施例中，该内壁240可包括导电材料(例如，沿该内壁MO电镀)且该肩部142也可包括沿外表面152的导电材料。如此，在所示的实施例中，在配合面巧4和板表面194、该配合表面146和该板表面195及该外表面152和该内壁240之间建立一个或多个电连接。为电接合该触头组件108和该插座组件106，该电力触头114的插入端134可进入到该开口 164(图4)。如所示，该插座外壳110具有限定接触腔160的内表面236。该插座触头166可设置在该接触腔160中且沿内表面236电连接到该插座外壳110。当该电力触头114在沿该中心轴190的方向上插入该接触腔160时，该插座触头166配置为电接合电力触头114。在特别的实施例中，该插座触头166包括相对的端部242和244和多个通常在该端部242和M4间沿中心轴190延伸的弹簧元件M6。(该弹簧元件246也在图3和 4中的接触腔160内示出。)该弹簧元件246可在中心轴190周围均勻分布。如图7所示，该弹簧元件246的每一个可朝向中心轴190径向向内弯曲或弯折。在这些实施例中，当该电力触头114插入该接触腔160时，该弹簧元件246可接合于该电力触头114的接触表面210(图幻。当该弹簧元件246接合于该电力触头114时，该弹簧元件 246在远离该中心轴190的径向方向上偏斜。该弹簧元件246可提供径向向内偏置力使得该电力触头114和该弹簧元件M6间保持充分的接触。除上述之外，当该电力触头114以未对准的方式被插入该插座触头166时，该弹簧元件M6的弯曲形状和该电力触头114的该插入端134的形状可便于定向或对准该电力触头114。当该电路板组件100被完全构造时，在该电力触头114和至少一个该板表面194 和195之间可存在一个或多个导电路径。例如，导电路径可通过配合面IM和146的至少一个存在。在特别的实施例中，在该电力触头114和该电路板104之间的导电路径通过该配合表面IM和146存在。进一步，在一些实施例中，在该肩部142的外表面152和该通孔 230间存在导电路径。在所示的实施例中，当该电路板组件100被完全构造时，该电路板102和104被定位为彼此紧挨着且其间具有层叠间隙Sp该电路板102和104互相平行延伸。在该板表面 195和192间测量的该层叠间隙S1可基本等于厚度Tl (图2)和T2 (图5)之和。因此，该电路板组件100可具有小于已知的连接器组件的层叠间隙或高度的层叠间隙Sp此外，该插座和触头组件106和108可在该电路板102和104间传输电力。
权利要求
1.一种配置为在电路板(104)和电力触头(114)之间传输电力的电插座组件(106)， 该插座组件的特征在于插座外壳(Iio)包括耦接部分(140)和凸缘部分(122)，且具有沿中心轴(190)延伸穿过该耦接部分和该凸缘部分的接触腔(160)，该插座外壳配置为当该电力触头被接收在该接触腔时电接合于该电力触头，该耦接部分和该凸缘部分具有各自不同的围绕该中心轴延伸的外部轮廓(P2，Pl)，该耦接部分的该外部轮廓的尺寸和形状允许该耦接部分通过该电路板的通孔(230)插入，该凸缘部分的该外部轮廓的尺寸和形状防止该凸缘部分通过该电路板前进，及紧固件(11 配置为固定到该耦接部分，该紧固件和该凸缘部分具有各自的沿所述中心轴互相面对的配合面(154，146)，该配合面配置为将该电路板夹紧它们之间，使得该插座外壳具有相对于该电路板的固定位置，其中在该电力触头和该电路板之间存在导电路径，该导电路径通过至少一个夹紧该电路板的该配合面传输电力。
2.如权利要求1所述的插座组件，其中该电路板具有相对的板表面(194，1%)且每一个该配合面被配置为直接接触相应的一个该板表面，该紧固件的该配合面(154)使该电路板压靠该凸缘部分的该配合面(146)以将该电路板夹紧在它们之间。
3.如权利要求1所述的插座组件，其中该凸缘部分还具有背离该电路板的端接表面 (144)，该端接表面构成该插座外壳的后端(132)。
4.如权利要求3所述的插座组件，其中该凸缘部分的该配合表面和端接表面互相平行且与该电路板平行地延伸。
5.如权利要求1所述的插座组件，其中该插座外壳具有限定该接触腔的内表面036)， 且一插座触头(166)设置在该接触腔中，当该电力触头插入该接触腔时，该插座触头沿该内表面电连接到该插座外壳且配置为电接合于该电力触头。
6.如权利要求5所述的插座组件，其中该插座触头包括多个通常沿该中心轴延伸的弹簧元件(M6)，当该弹簧元件接合于该电力触头时，该弹簧元件在远离该中心轴的径向上偏斜。
7.如权利要求1所述的插座组件，其中该插座外壳进一步包括在该凸缘部分和该耦接部分之间延伸的肩部(142)，该肩部具有在该中心轴周围延伸且尺寸和形状相似于该电路板的该通孔的的外部轮廓(P3)，该肩部和该耦接部分的外部轮廓不同。
8.如权利要求1所述的插座组件，其中该耦接部分具有外表面(148)，该外表面具有在所述中心轴周围弯曲的螺纹(150)，该紧固件包括接合该耦接部分的螺纹的互补螺纹 (248)。
全文摘要
一种配置为在电路板(104)和电力触头(114)间传输电力的电插座组件(106)，插座组件包括插座外壳(110)，该插座外壳包括耦接部分(140)和凸缘部分(122)并且具有沿中心轴(190)延伸过耦接部分和凸缘部分的接触腔(160)，插座外壳配置为电接合于电力触头，耦接部分和凸缘部分具有沿中心轴周围延伸的外部轮廓(P2，P1)，耦接部分的外部轮廓的尺寸和形状允许耦接部分通过电路板的通孔(230)插入，凸缘部分的外部轮廓的尺寸和形状阻止凸缘部分进入通过电路板。紧固件(112)配置为固定到耦接部分，紧固件和凸缘部分具有各自沿中心轴互相面对的配合面(154，146)，配合面配置为将电路板夹紧在它们之间，使得插座外壳具有相对于电路板的固定位置。
文档编号H01R13/46GK102570084SQ20111040690
公开日2012年7月11日 申请日期2011年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者D·P·奥里斯 申请人:泰科电子公司