保持弹簧和用于其的基板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及弹簧构件（1），其用于保持电插头和用于电插头容座（201）的基板（100）。为了为电插头特别是具有圆形横截面的3.5mmAV插头提供保持力稳定且足够高的容座，设计根据本发明的弹簧构件（1）使得其包括至少两个相对彼此可弹性偏转的弹簧段（12a、12b），并且两者之间限定了用于在弹簧构件（1）的插入方向（I）上接收电插头的至少部分的容积（3），其中弹簧段（12a、12b）中的至少一个提供了：相对于插入方向（I）倾斜、用于引导插头进入该插头在容积（3）中的末端位置（F）的引导表面（3a、3b）；以及适于与处在末端位置（F）的插头相互作用的闭锁机构（31），以防止插头逆着插入方向从末端位置（F）被抽出。
【专利说明】保持弹簧和用于其的基板
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于保持电插头，特别是3.5mmAV插头的弹簧构件。
[0002]进一步，本发明涉及用于电插头容座的基板。
【背景技术】
[0003]前面提到的弹簧构件和基板是现有技术已知的。特别的，对于提到的3.5mmAV插头，也被称为TRS插头或TRRS插头或在德语中的“Kl inkenstecker ”，提供了插头由容座中的可为AV插孔的电触头之一施加在插头上的弹簧力支持(hold)在容座中。该触头通常与插头的颈部相啮合。换句话说，该容座设置有在其末端的圆形凹槽。容座内的电触头之一卡入这个凹槽，以防止插头从容座中被拉出。
[0004]上文描述的在圆形横截面中保持电插头的已知方式出现的缺点是保持力随着保持插头的弹簧触头的状况而大幅变化。弹簧触头在其寿命中可能磨损、变松弛或可能简单地弯折使得不能保证足够的保持力。进一步，在制造和组装弹簧触头时的公差可能导致在同一生产线上制造的不同容座的保持力的不期望的偏差。
【发明内容】
[0005]考虑到这些缺点，本发明的一个目的是为提到的例如具有圆形横截面的3.5mmAV插头之类的电插头提供容座，该容座提供稳定且足够高的保持力。
[0006]对于初始提及的弹簧构件，该目的根据本发明以以下方式实现:其包括至少两个相对彼此可弹性偏转的弹簧段，并且两者之间限定了用于在弹簧构件的插入方向上接收电插头的至少部分的容积，其中弹簧段中的至少一个提供了在相对于插入方向倾斜、用于引导插头进入所述容积中的末端位置的引导表面以及适于与处在末端位置的插头相互作用的闭锁机构以防止插头逆着插入方向从末端位置被抽出。
[0007]根据本发明的弹簧构件不必要一定具有电功能，而可被设计为仅仅施加优选较高的保持力至插头。由于闭锁机构可与插头啮合，例如由于闭锁机构卡入颈部，也就是圆形凹槽，弹簧构件可与插头相互作用。通过引导插头进入末端位置，弹簧构件可保证插头在容座内的精确放置。因而，由于防止了插头在容座内的不可控的移动，所以容座内的弹簧触头可以得到保护。进一步的，弹簧触头可被设计为仅仅满足电特性，并且因此由于保持插头的机械要求转移至弹簧构件而可被优化。
[0008]对于在说明书开始处的基板，本发明的目的通过以下方式实现:基板包括用于通过积极配合(positive fit)和/或摩擦配合固定根据本发明的弹簧构件的至少一个对立固定元件。因而，由于弹簧构件被压在基板上使得弹簧构件与至少一个对立固定元件啮合，所以容座可以很容易地组装，因此不需要额外的手段，例如粘接剂或类似销或螺钉的固定元件。
[0009]上文提到的根据本发明的解决方案可分别以任意方式与根据本发明的以下的有利的实施例的任意一个相组合并且从而进一步地改进。[0010]根据第一个改进方案，弹簧构件可以基本垂直于插入方向周向地围绕该容积至少180°。因而，弹簧构件可围绕插头，例如具有圆形横截面的AV插头的颈部。这帮助改进了插头和弹簧构件之间的相互作用，因此可提升保持力和插头保持的精确度。换句话说，由于弹簧构件以优选的超过180°的角度围绕插头，所以弹簧构件可牢固的抓住插头。
[0011]由于在沿插入方向的投影中，弹簧构件基本成形为圆环部分，其中两个自由端在彼此之间限定了允许弹簧构件延伸的间隙，所以可实现对插头的围绕。因而，由弹簧构件限定的容积在沿着插入方向的投影中可为圆形的，使得其提供了插头在弹簧段之间的紧贴配合。弹簧段可仅为圆环的区段，也就是说，弹簧段的横截面可为圆形的区段。从而自由端之间的间隙会是必要的以便提供弹簧构件的弹性和柔性。
[0012]由于弹簧构件可至少部分地具有截头圆锥形的形状，所以上文提到的实施例可容易地实现。因此，在沿基本垂直于插入方向伸展的径向的投影中，弹簧构件可具有梯形的形状。由于截头圆锥形的形状，两个弹簧段可具有倾斜的表面使得由弹簧构件限定的容积可沿插入方向渐缩。由于截头圆锥形的形状设有侧面的切口，所以两个自由端之间的间隙可容易地实现。
[0013]根据根据本发明的弹簧构件的另一个有利的实施例，该至少一个的闭锁机构可位于弹簧构件的后端处，该后端可指向插入方向。这可因为例如具有截头圆锥形的形状的弹簧构件可被设计为使得位于渐缩侧上的边缘可形成为闭锁机构而实现。因此，例如具有圆形横截面的AV插头的头部可沿着插入方向被推动穿过弹簧构件，直到弹簧构件的后端卡入该颈部。因此，头部可首先在截头圆锥形的容积中被引导并居中，为了然后在后部区域的最窄的部分处扩张该弹簧构件，该弹簧构件然后将会在插头达到末端位置时通过啮合该颈部而与该颈部相互作用。换句话说，末端位置可在后端例如通过卡入颈部中而与插头相互作用时由后端来限定。
[0014]根据本发明的另一个有利的实施例，可设置成:闭锁机构包括在插入方向上基本布置在同一水平处并且沿弹簧构件的周线彼此相距一段距离的至少两个闭锁元件。因而，可保证弹簧构件在插入方向上于一个精确限定的位置处与插头相互作用。闭锁元件的相等距离分布使得保持力能够均衡地施加于插头上。例如，该至少两个闭锁元件可形成为在插入方向上从弹簧构件突出的齿。这些齿可具有梯形的形状以及平的外部边缘。因而，这些齿可被设计为具有期望的弹性。可防止该齿切入插头并且损坏插头或插头的覆盖层从而削弱插头的电特性。
[0015]根据本发明的一个进一步的实施例，可设置成:用于固定弹簧构件到基板的至少一个固定元件形成于弹簧构件上。固定元件可形成为沿插入方向和/或横向于插入方向从弹簧构件突出的突部。该突部可容易地插入进入形成于基板处的对立固定元件上。通过从弹簧构件上突出，可防止该突部与用于容纳插头的空间相干涉。该突部可按期望成形以使得弹簧构件附接于基板处。
[0016]进一步的，至少两个固定元件可在弹簧构件的相反侧面从弹簧构件突出。因而，在插头的插入或拔出的过程中作用于弹簧构件上的任何力可在固定元件之间均匀地分配以提供这些力在基座上的均衡承受。这个效果可由于至少两个固定元件可布置于一个共同的平面内而得到进一步的改进。这个平面可在弹簧构件的高度和横向方向上延伸。
[0017]弹簧构件的制造和寿命可由于第一和第二弹簧段是由弹簧构件的主体段一体地形成的而得以改善。该主体段可具有上文提到的截头圆锥形的形状。因而，该弹簧构件可形成为一件，例如，由金属板材形成。
[0018]对于在说明书开始提到的基板，根据本发明的解决方案可由于至少一个对立安装元件可被布置于容座的后段而得到进一步改善。当使用该基板用于组装在其端部具有通过颈部与其轴部分开的所述头部的、用于具有圆形横截面的AV插头的容座时，这是特别有用的。然后该头部可与位于容座的后段的弹簧构件相互作用，并且可由至少一个对立固定元件支持。
[0019]根据根据本发明的基板的另一个实施例，至少两个对立固定元件可被布置于基座的容座区域的相反侧，位于基本垂直于插入方向伸展的共同平面中。因而，由弹簧构件施加于基板的力可被均匀分布在容座区域的两侧。这使得能够实现力的均衡承受以及弹簧构件的精确放置。
[0020]以下将通过参考示出了有利实施例的附图通过示例的方式更详细地描述本发明。所描述的实施例仅仅为可能的构造，然而，其中如上文描述的单独的特征可独立于彼此而实现或被省略。图示于附图中的相应的元件具有相同的参考标记。涉及不同附图中中的相同兀件的描述部分被省略。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]在附图中:
[0022]图1是包括根据本发明实施例的基板和弹簧构件的布置的示意性透视图；
[0023]图2是根据本发明的实施例的弹簧构件的示意性透视图；
[0024]图3是示于图2的弹簧构件的示意性侧视图；
[0025]图4是示于图2和3的弹簧构件的另一个示意性侧视图；
[0026]图5是一个图表的例子，该图表示出了作用于插头上的、沿其平行于插入方向的位移的插入和拔出的力，该力是由包括根据本发明的一个实施例的弹簧构件的容座施加于插头上的。
【具体实施方式】
[0027]在下文中，参照附图所示的各个实施例说明用于电插头(未示出)，特别是用于具有圆形横截面的AV插头的容座201的布置200，该布置200包括弹簧构件I和基板100。
[0028]图1是组装为布置200的局部的基板100和弹簧构件I的示意性透视图。基板100可为印刷电路板(PCB)或任何类型的作为布置200的基座的机械稳定的安装平板。
[0029]容座区域101可成形于基板100上。容座区域101可具有凹槽的形式，其形状适应于插头的外周的形状。在本实施例中，容座区域101形成为具有用于紧密地容纳圆形横截面的AV插头的圆形形状的凹槽。容座区域的形式至少部分地限定了容座201的形状以及由此限定了容座201的纵轴L。
[0030]纵轴L平行于布置200的长度方向X伸展。长度方向X垂直于布置200的横向方向Y伸展。长度方向X和横向方向Y两者均垂直于布置200的高度方向Z伸展。为了易于参考，上文提到的长度、横向方向和高度方向X、Y、Z，分别共同用于布置200、基板100和弹簧构件I。[0031]纵轴L平行于插入方向I伸展，其中插头沿插入方向插入容座201，并且纵轴L平行于拔出方向E伸展,其中插头沿拔出方向从容座201中拔出。插入方向I和拔出方向E以相反方向伸展。为了易于参考，插入方向和拔出方向各自应用于布置200、以及应用于基板100和弹簧构件I上。
[0032]容座201进一步地由若干个电弹簧触头202a、202b、202c、202d限定，它们沿容座201布置并且在长度方向X上与彼此相距一段距离。弹簧触头202a到202d在于高度Z上与容座区域101相对的容座201的侧面上界定容座201。弹簧触头202a到202d可如这里所示地由基板包模(over-mould)形成。弹簧触头202a可作为接地连接。弹簧触头202b可用于传输视频信号。弹簧触头202c和202d可用于分别传输立体音频信号的左和右音频信号。
[0033]弹簧构件I布置于容座201的末段203，其在同时代表了容座区域101的末段103。弹簧构件I的主体部分2紧贴地坐落于容座区域101中。主体部分2的外周和容座区域101的圆周与彼此相啮合并且对齐。弹簧构件I的固定元件4a、4b从主体部分2的长度方向X和横向方向Y突出。固定兀件4a、4b分别坐落于形成于基板100的对立固定兀件104a、104b 上。
[0034]对立固定元件104a、104b在沿高度方向的投影中具有马蹄铁状形状。马蹄铁形状的自由端构成了夹紧臂105，夹紧臂105限定了位于其间的夹紧区106。呈在横向方向Y上伸展且布置在长度方向X上的同一水平处，即共同的横截平面中的固定元件4a、4b的部段的形式的固定区6坐落于相应的夹紧区106中。因而，弹簧构件I保持于基板100上，并且通过夹紧段6在夹紧区106内的摩擦配合而被紧固以免在高度方向Z上移动。相对于高度方向Z，弹簧构件I由容座区域101支持。平行于长度方向X，也就是在插入方向I或拔出方向E上，弹簧构件I支撑于相应的夹紧臂105处。
[0035]进一步的，弹簧触头102d进入容座201位于形成于弹簧构件I的弹簧段12a、12b各自的自由端10a、IOb间的间隙8的附近。因而，由于弹簧触头202d朝向插头穿过间隙8，可以在末段203以导电的方式接触到插头，即使其由弹簧构件I围绕。
[0036]此外，插头区域101成形为使得其提供用于容座201的底部107。基板100可进一步适应于支持例如开关和侧边触头之类的辅助附件109。
[0037]图2是弹簧构件I的示意性透视图。用于插头的容积3限定于两个弹簧段12a、12b之间，两个弹簧段在此视图中由纵轴L实际上互相分离。每个弹簧段12a、12b分别提供了引导表面3a、3b，界定了容积3。插头可在插入或拔出过程中在引导表面3a、3b之间被引导并居中。自由端10a、10b之间的间隙8延伸于主体部分2的外周的约90°到120°上。
[0038]进一步的，闭锁机构31形成于后端30。闭锁机构31包括若干个闭锁元件32a、32b和32c，这些闭锁元件形成为在插入方向I上从主体部分2突出的齿。
[0039]图3是弹簧构件I的示意性透视侧面图。这里显然，主体部分具有截头圆锥形的形状，使得其沿横向方向Y和/或高度方向Z的投影为梯形的。
[0040]闭锁元件32a和固定元件4a之间、固定元件4a和闭锁元件32b之间以及闭锁元件32b和闭锁元件32c之间具有各自的切口 33a、33b和33c。该切口 33a、33b和33c有助于闭锁元件32a到32c的弹性。在长度方向测量，切口 33a比切口 33b深，切口 33b再次比切口 33c深。因此由32a到32c作用于插头的夹紧力被均匀化。[0041]图4是弹簧构件I的另一个示意性透视侧面图。在此，闭锁元件32d是可见的。在闭锁元件32c和闭锁元件32d之间设有切口 33d。在闭锁元件32d和固定元件4b之间设有进一步的切口 33e。固定元件4a、4b的夹紧段6通过根部段7连接至主体部分2。根部段7基本弯曲90°并且因而为主体部分2上的夹紧段6提供了弹性的但是稳定的支撑。
[0042]图5以代表位移和力之间关系的无量纲值，图示了在平行于纵轴L测量的位移上的、将要分别施加于插入弹簧构件I或从其中拔出的插脚或插头上的插入或拔出力。从位移约为1.6开始，略微在前端20之后，插入力线性增长，恰好在位移约为3.8处插头顶部的主直径穿过后端30之前略微下降。在其峰值处，插入力约为2.9。在插头顶部穿过后端30后，插入力在3.8和位移约为4之间迅速下降，直到插入力在位移4时到达约0.7。然后，插入力线性下降直到插头插入的终点，在此处后端30在位移6处处于插头的较小的直径处，其插入力约为0.4。
[0043]因此，插入力在前端20的略微后面的起始点和插头的主直径穿过后端30的、插入力达到峰值的点之间相对快速增长，从而给予了用户对于插入进程的状态的明确的响应和感受。通过在插头的主直径穿过末端30的点和后端30位于插头的较小直径处的插脚插入终点之间减小力，插脚容易地被带入终点或末端位置F，在此处插脚由闭锁机构31锁止，闭锁机构可卡入插头或插脚的凹槽或颈部中。
[0044]对于拔出，插脚或插头必须从其末端位置F处被拉出，这由负的拔出力图示。拔出力的绝对值在终点F和插头的主直径穿过后端30的点之间以递减的规模增长，其中拔出力的绝对值在位移4处具有约为2.3的峰值。在插头的主直径穿过后端30的点和恰好位于前端20后面的点之间，拔出力减小使得其变为正值，并在位移2.7处达到约0.8的峰值，直到在位移1.6处的前端20处逐渐缩小。换句话说，用户必须先在位移6和4之间相当用力地拉动插头，意味着插头由弹簧构件I牢固地保持。然后，在位移4和1.6之间，插头从弹簧构件I中被推出，易于用户从容座中抽出插头。
[0045]插入力的最大绝对值超过拔出力的最大绝对值，两者在约相同的位移处。在那里，两个值都达到峰值。因此，提供给了用户明确限定的压力点。
[0046]上文描述的实施例的偏差在发明构思的范围中是可以的。弹簧构件I的主体部分2不必需要在沿纵轴L投影中具有至少部分圆形横截面。主体部分2的形状可适应于要由弹簧构件I保持的插脚或插头的形状。然而，主体部分2的圆形形状对于例如AV插头之类的具有圆形横截面的插头是特别有优势的。固定元件4a、4b和闭锁元件32a到32d可根据相应的需求而变化。此外，基板100的形状，特别是对立固定元件104a、104b和容座区域101的形状可适应于弹簧构件I的形状和插头的期望的形状。
[0047]使两个弹簧段12a、12b弹性地彼此附着或连接是有优势的，特别是当弹簧段12a、12b是圆形的使得它们围绕体积3。可替换的，可提供多于两个弹簧段3a、3b，例如形成三角的三段，使得其限定了其间的容积3。
[0048]布置200可作为成套的工具提供，其特征在于它包括根据本发明实施例的至少一个基板100和/或至少一个弹簧构件I。
【权利要求】
1.用于保持电插头的弹簧构件(I)，所述的弹簧构件(I)包括至少两个相对彼此可弹性偏转的弹簧段(12a、12b)，并且两者之间限定了用于在所述弹簧构件(I)的插入方向(I)上接收所述电插头的至少一部分的容积(3)，其中所述弹簧段(12a、12b)中的至少一个提供了:相对于所述插入方向(I)倾斜、用于引导所述插头进入该插头在所述容积(3)中的末端位置(F)的引导表面(3a、3b);以及适于与处在所述末端位置(F)的插头相互作用的闭锁机构(31),以防止插头逆着所述插入方向从末端位置(F)被抽出。
2.根据权利要求1的弹簧构件(1)，其特征在于其垂直于所述插入方向(I)以至少180°周向地环绕所述容积(3)。
3.根据权利要求1或2的弹簧构件(1)，其特征在于在沿所述插入方向(I)的投影中，所述弹簧构件(I)基本成形为带有两个自由端(IOaUOb)的圆环部分，所述自由端(10a、IOb )在彼此之间限定了允许弹簧构件(I)扩张的间隙(8 )。
4.根据权利要求1-3之一的弹簧构件(I)，其特征为至少部分地为截头圆锥形的形状。
5.根据权利要求1-4之一的弹簧构件(1)，其特征在于所述至少一个闭锁机构(31)位于所述弹簧构件(I)的后端(30)，该后端(30)指向所述插入方向(I)。
6.根据权利要求5的弹簧构件(1)，其特征在于所述闭锁机构(31)包括至少两个闭锁元件(32a、32b、32c、32d)，它们布置在插入方向(I)上的基本同一水平处并且沿所述弹簧构件(I)的周线彼此相距一段距离。
7.根据权利要求6的弹簧构件，其特征在于所述至少两个闭锁元件(32a、32b、32c、32d)形成为在插入方向(I)上从所述弹簧构件(I)突出的齿。
8.根据权利要求1-7之一的弹簧构件，其特征为用于将所述弹簧构件(I)固定到基板(100)的至少一个固定元件(4a、4b),该固定元件(4a、4b)形成为在插入方向(I)和/或横向于插入方向(I)从所述弹簧构件(I)突出的突部。
9.根据权利要求8的弹簧构件(1)，其特征在于至少两个固定元件在所述弹簧构件(I)的相反侧面从弹簧构件(I)突出。
10.根据权利要求8或9的弹簧构件(1)，其特征在于至少两个固定元件(4a、4b)布置在共同平面中。
11.根据权利要求1-10之一的弹簧构件(I)，其特征在于第一和第二弹簧段(12a、12b)由所述弹簧构件(I)的主体部分(2) —体地形成。
12.用于电插头的容座(201)的基板(100)，其特征在于所述基板(100)包括用于通过积极配合和/或摩擦配合固定根据权利要求1-11的弹簧构件(I)的至少一个对立固定元件(104a、104b)。
13.根据权利要求12的基板(100)，其特征在于所述至少一个对立固定元件(104a、104b)被布置在所述容座(201)的后段(103)处。
14.根据权利要求12或13的基板(100)，其特征在于至少两个对立固定元件(104a、104b)被布置在所述基板(100)的容座区域(101)的相反侧面上,位于基本垂直于插入方向(I)伸展的共同平面中。
【文档编号】H01R13/627GK103947052SQ201280049999
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年8月8日 优先权日:2011年8月11日
【发明者】S.兹瓦尔特克卢伊斯, W.詹森, J.N.图恩 申请人:泰科电子连接荷兰公司