专利名称：夹子及其方法
技术领域：
本发明涉及电气接地夹子。
众所周知，电子设备含有安装在电子电路板上的电子电路。这些电子电路为了正常运行应该适当地接地是很重要的。接地电路的一种方法是提供一个相当大的导电部件作为地平面，电子电路中的接地导体连接到这个导电部件上以使电路有效地接地。在电子设备中经常采用的一种导电部件是位于电子设备壳罩的内表面上的一个导电层。
电子设备制造厂家所经历的一个困难是在电子电路与大的导电部体之间提供有效的接地连接以使得设备组装可靠且经济地被组装。在电路板与接地部件之间利用导线和焊接提供电气连接会增加电子设备的组装时间、总体复杂性和制造成本。已知的、在电路板和接地部件表面接触的机械连接器是昂贵的，并希望装配工努力谋求始终确保电气连接。
据此，希望提供一种电气连接器，它便于组装在电子设备内，并能可靠地使电路板与接地部件相连接。
图1示出夹子的前向透视图；图2示出与图1相对方向所示的夹子的后向透视图；图3示出图1所示的夹子的侧视图；图4示出图1所示的夹子的一个底视图5示出含有一个夹子的无线电电话机的分解透视图；图6示出后机壳部分组件、夹子和一块印刷电路板的放大分解透视图；图7示出沿图11中的线7—7截取的前机壳部分和后机壳部分印刷电路板的局部剖面图；图8示出后机壳部分机夹子的放大分解透视图；图9示出图5所示的无线电电话机的前机壳部分的底向透视图；图10示出图5所示的射频(RF)电路板的底向透视图；图11示出组装的无线电电话机的顶向透视图；图12示出沿图11的线12—12截取的、说明印刷电路板和夹子以及后机壳部分的局部透视图；图13示出沿图11的线12—12截取的、说明无线电电话机部件局部剖面图；夹子100(图1)是由弹性的导电材料制成的，它含有三个互相间隔开的接触表面116、118和122，用以与使用该夹子的设备的三个配接的表面相啮合。每个接触表面定位得可以与电子设备上处于不同平面内的一个配接表面相接触。该夹子被组装在电子设备中时，该夹子在造形结构上能在与每个接触表面的平面基本上正交的方向(E、D和F)上产生一个预定的力。鉴此，该夹子能方便地组装在电子设备中，并可在不同的平面内的配接表面提供牢靠的接触，以利于导电部件的组装机可靠的电气互连。
夹子100(图1)包括一个弓形件102，利用第一肘形件106连接到中心片104上。第二肘形件108(图2)将中心片104与臂件110相连接。臂件110含有一个倒钩112(图3)，其作用是作为该夹子100的一个附属机构。虽然所示的附属机构是一个整体形成的倒钩，但它也可以是一个整体的凹部、独立的扣件、或任何其它合适的连接器。一个爪件114从臂件110的端部伸出，它远离第一肘形件106。第一肘形件106和第二肘形件108从中心片104的两个相对的端部伸出，以使该夹子的投影大体上呈S形。弓形件102包括一个位于该夹子顶点的接触表面116(图1)、一个位于弓形件102最左凸出点的接触表面118(图2)和一个位于第一肘形件106底端的接触表面120(图4)。爪件114还包括一个位于其端部的接触表面122(图4)。
夹子100由铍和铜的合金制成，它在约600°F时半淬硬和热处理(one—half hard and heat treated)2小时。然而，该夹子也可以用其它合适的弹性导电材料制造，诸如其它的铜合金、导电聚合物结构物等。该夹子具有弹性以阻止它在每一接触表面上移动，但容许该夹子有些紧压以在某种程度上适应不同的体积。此外，该夹子的造形结构对每个接触表面提供一个预定的力，其方向与每一接触表面相切，以使推动接触表面顶住电子设备表面，借此在接触表面上形成可靠的电气连接。该夹子是导电的，以电气互连它所接触到的所有接触表面。
该夹子的厚度在0.05mm与1.1mm之间，在实践中取值约为0.08mm的厚度。弓形件102具有一个上段，其半径R1在0.25mm与0.35mm之间，在实践中该半径取值约为0.32mm，其弧度约为70.9°。弓形件102还具有一个中段，其半径R2在2mm与4mm之间，在实践中该半径取值约为2.96mm，其弧度约为57.9°。第一肘形件106具有一个第一段，其半径R3在0.25mm与0.75mm之间，在实践中该半径取值约为0.59mm，其弧约为55°。第一肘形件106还具有一个第二段，其半径R4在0.25mm与85mm之间，在实践中该半径其值约为0.62mm，其弧度约为97.4°。第二肘形件108具有半径R5在0.25mm与0.55mm之间，在实践中该半径取值约为0.48mm，其弧度约为187.4°。爪件114具有半径R6在0.10mm与0.50mm之间，在实践中该半径取值约为0.28mm，其弧度约为148.3°。这种造形构造可使图1至图4所示的在静态条件下接触表面116、118、120和122处在不同的平面内。
一种采用了夹子100的无线电电话机530(图5)包括一个前壳体部分532和一个后壳体部分534，这两者相互连接的组成了一个外盒来限定内部体积。逻辑电路板536具有一个显示透镜539、一个容纳振动子组件542的开口540、一个话筒544、一个扬声器546和其它的设置在板上的、未特别标示或标注的电子电路。一个滑动板548位于逻辑电路板536与射频电路板550之间。在射频电路板550上组装电子电路(未示出)，该射频电路板550夹在前壳体部分532与后壳体部分534上的两个挡件994(图9)之间，在组装无线电电话机时，挡件994使射频电路板550就位。在完全组装好之后，前壳体部分532和后壳体部分534将逻辑电路板536、滑动板548和射频电路板550封住。夹子100在无线电电话机中得到支持，以使它们对前壳体部分532、后壳体部分534和印刷电路板550上的导电体施加力，借此在这些部件的导电表面之间形成可靠的电气连接；这将在下文更详细地说明。
这里所用的无线电电话机是蜂窝电话机、便携式电话机或无绳电话机。虽然便携无线电电话机530已被描述，但夹子100也可便利地用于其它电子设备中，所述的电子设备例如是陆线电话机、无线电设备、寻呼机或任何其它电子装置。据此，这里使用的“设备”是指所有此类电子装置及其等同的设备。
后壳体部分534(图6)包括后机壳部分的扣件(snap)660，它们位于间隔地围绕后壳体部分534的位置上。这些后壳体部分的扣件660实际上完全相同，每一个后壳体部分的扣件660都包括一个弹性臂762(图7)，它从后机壳部分平台764的开口766处向外伸出。一个斜楔768从弹性臂762的远端突出。斜楔768含有一个顶面770，该顶面朝弹性762的顶端772倾斜。
后壳体部分534(图6)还包括安装杆668，这些安装杆间隔位于环绕后壳体部分534周围的位置上。每个安装杆668都包括一个具有中心开口872的、通常为矩形的平面体870。中心开口872用以容纳倒钩112(图3)。中心平面部件延伸在突起物(protuberance)874与876之间。安装杆668(图6)最好位于后机壳部分的扣件660之旁，也可位于这些扣件的一个或多个扣件的对侧。
后壳体部分534上的一个定位杆578(图5)提供了一个导向机构，以便于定位好逻辑电路板536和射频电路板550。为此目的，逻辑电路板536含有一个开口580，射频电路板550含有开口682(图6)。开口580和682可容纳定位杆578。定位杆578的位置使得当它被纳入开口580和682并且相对于前壳体部分532和后壳体罩部分534而言电路板均正确地定好方位时，印刷电路板都能对准，以便完全组装电话机壳体部分。
前壳体部分532(图5)含有一个扬声器开口534、显示透镜538和键盘座584(只有其中的一些被编号)。键盘座584的位置可在键盘座被按压时能触动逻辑电路板536上的波动开关586。在前印刷电路板536内在扬声器孔口534的后面扬声器546得到支持。一个滑动开关588用于使存储卡放电，它设置在前壳体部分532的内侧，它能在滑动板548上沿迹移动。
前壳体部分532上还包括一些拱形环(arcuate staple)990(图9)，它们从前壳体部分532的侧壁992和993向外伸出。挡件994从侧壁992和993的内表面突出来。
前壳体部分532和后壳体部分534是用常规的材料并按电子设备的常规制造工艺过程制作的。例如，它们可以是由有机聚合物整体地模注成的。一个导电层1395(图13)在前壳体部分532的内表面上得到支持一个导电层1396(图13)在后壳体部分534的内表面上相似地得到支持。导电层1395和1396由导电材料制成，例如安装得靠近壳体部分内部的金属器材、采用合适的常规工艺过程直接施加到壳体部分内部的金属化薄膜、或任何其它合适的、能覆盖住相当大表面区域的导电体。导电层最好是涂敷在前壳体部分532和后壳体部分534的内表面上的，金属化薄膜或表面材料，这样提供了一个重量轻和体积小的电路地端。
接触头1097(图10)在射频电路板550周围的预定位置上得到支持，它们利用常规的印制工艺过程在电路板上形成。这些接触头均连接到射频电路板中的接地导体(未示出)上。接地导体再连接到集成电路(未示出)、阻抗装置等的端子上，它们是安装在连接到电路地端的印刷电路板上。
为了将接地夹子100(图8)组装到安装杆668上，接地夹子100用倒钩112定位在平面体870的上方，对准开口872。第一肘形件106(图3)和爪件114(图3)具有与安装杆668的顶面相接触的弯曲的表面。这些弯曲的表面在安装杆668的壁角上滑动，将中心片104与臂件110相互推开，以使安装壁被夹紧在其中。倒钩112在安装杆668上滑动，直至它移动过开口872为止。倒钩112将压进开口872，使夹子100可靠地保持在该壁上，如图13所示。在此位置上，爪件114压向后壳体部分534的金属化内层1396上，由倒钩112向壁面1399施加的压力使爪件114略微压缩。
逻辑电路板536组装进前壳体部分532内。利用定位杆578的通口580(图5)和小孔682(图6)，使电路板536和550定位在该壳体部分内的预定位置上。射频电路板550也由倒钩112定位，该倒钩即是112将逻辑电路板保持在前壳体部分532内的，使滑动开关588纳入前壳体部分102的小孔599(图5)内。然后，将射频电路板定位在倒钩112上，使定位杆578进入孔682(图6)中。
在逻辑电路板536和射频电路板550定位于前壳体部分532中之后使前壳体部分532和后壳体部分534相连。后壳体部分的扣件660都进入前壳体部分532上的拱形环990(图9)内，以使这些部件啮合一起。前壳体部分532最好含有一个完整的圆柱体998，以容纳后壳体部分534的定位杆578。一个附加的校准机构(additional alignment mechanism)由后壳体部分534上的一个定向件667(图6)来提供，它可滑入前壳体部分532中的轨道979内。
斜楔768上的顶面770(图7)顶着拱形环990滑动，将臂762向内推动，拱形环990使向外偏斜。当斜楔滑过拱形环后，弹性臂推动斜楔在拱形环上到达图7中示明的位置处。在这个位置上，斜楔的底面停靠在拱形环的顶面上。为了从拱形环分离开扣件连接头，可将一个插入物插入通过挠性臂孔口766并且用它来分离开斜楔和拱形环。
当后壳体部分534组装到前壳体部分532上时，射频电路板在方向B(图12)上移动和后壳体部分在方向C上施加一个力，而使弓形件102向下推动。这迫使弓形件102在方向A和D上移动。弓形件102在方向D上在表面116(图1)上向外形成弧形，促成与前壳体部分532的内表面1395(图13)稳固的啮合。当该弓形件与前壳体部分的内表面相靠接时，弓形件102的接触表面116将稳固地推顶射频电路板接触头1097，并趋向在方向A上移动。射频电路板接触头1097与表面116靠接。倒钩112在接触表面122上在方向F上推动爪件114，促成了与导电体1396稳固的连接。因此，该导电体能够与电路板接触头1097、前壳体部分532内表面上的导电层1395和后壳体部分534内表面上的导电层1396相接触。这样，在前壳体部分接地层、后壳体部分接地层与印刷电路板接地导电体之间提供牢靠的接地连接；借此，实现了可靠的电路接地连接，并且避免了因不合适的接地导致的电路损坏。
在爪件114推向导电层1396时因夹子100上的倒钩112(图13)由臂110推压进入开口872的上表面，故层1396能稳固地顶住接触表面122(图2)。前壳体部分532上的挡件994(图13)使射频电路板导电层1395顶住夹子的表面116(图1)。这样，夹子100夹紧在后壳体部分534与射频电路板550之间(图13)。夹子的这种夹紧使夹子的接触表面118(图2)向外压顶着前壳体部分的导电层。于是，夹子对前壳体部分532上的导电层后壳体部分534上的导电层和射频电路板550上的导电层施加一个力，借此，可使三个不同取向的平面内的导电体形成电气连接。
利用安装杆668、定位杆578和前壳体部分532的拱形环990的位置，可使夹子对准射频电路板上的接触头。图11示出了这个完全组装好的无线电电话机。
由此可以看出，本文公开了一种能够便利地组装到电子设备中的夹子。该夹子具有弹性，可使它能与不同平面的内表面相接触，弓形体的移动能使该夹子可靠地接触不同体积内的表面。鉴此，这种接触可用以在各种电子设备例如无线电电话机、寻呼机、电子装置、等等高度的可靠性提供出接地连接。
权利要求
1.一种由一个连续的导电部件构成的导电夹子，其特征在于，该夹子包括一个臂件(110)，该臂件具有一个附属机构(112)；一个基本上呈C字形的弓形件(102)，它具有一个第一接触表面(118)和一个第二接触表面(116)；一个肩件(104)，它与上述的臂件相接合，以形成一个具有U字形轮廓的夹持件，上述的弓形件从该肩件的端部延伸出来；一个弧形爪件(114)，位于上述臂件的一个端部上，该爪件含有一个第三接触表面(122)；上述的第一接触表面面向一个第一方向，上述的第二接触表面面向不同于第一方向的一个第二方向，而第三接触表面面向一个第三方向，其中，上述的弓形件被偏置，以在上述的第一和第二方向上施加一个力，并由附属机构使上述的爪件偏置，以在上述的第三方向上施加一个力。
2.根据权利要求1所述的导电夹子，其特征在于，所述的附属机构(112)包括一个倒钩，该倒钩的面远离所述的爪件。
3.一种电子设备，其特征在于，它包括一个第一壳件部件(534)，它具有一个导电层(1396)；一个第二壳体部件(550)，它具有一个导电层(1097)；一个第三壳体部件(532)，它具有一个导电层(1395)；及一个夹子(100)，它安装在上述的第一壳件部件上，该夹子包括一个连续导电部件，该导电部件具有一个夹持件(104、108、110)，用以固定到上述的第一壳件部件上，还具有一个面向第一方向的第一接触表面(118)、一个面向第二方向的第二接触表面(116)和一个面向第三方向的第三接触表面(122)，其中，所述的连续导电部件被偏置，以在所述的第一、第二和第三方向上施加一个力；其中，将第一、第二和第三壳体部件组装起来以形成一个小室，该小室具有顶面、底面和侧面，其内装配具有上述夹子的电子电路，所述的第三接触表面与所述的第一壳体部件的导电层相连接，所述的第二接触表面与所述的第二壳体部件的导电层相连接，而所述的第一接触表面与所述的第三壳体部件的导电层相连接。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述的连续导电部件上的夹持件包括一个臂件(110)，该臂件具有一个附属机构(112)可使所述的夹子附着在一个支持物上。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述的连续导电部件还包括一个弓形件(102)，该弓形件具有所述的第一和第二接触表面。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述的连续导电部件的夹持件还包括一个整体性的肩件(104)，所述的臂件和所述的肩件具有U字形的轮廓，所述的整体性的弓形件从中的一个端部延伸出来。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，在臂件的一端还包括一个弧形爪件(114)，该爪件包括上述的第三接触表面。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述的附属机构(112)包括一个倒钩，从所述的爪件很远处突出。
9.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，该电子设备是一个无线电电话机(530)，所述的第一壳体部件是一个后壳体部件(534)，该后壳体部件(534)具有位于其内侧上的所述的导电层，所述的第三壳体部件是一个前壳件部件(532)，该前壳体部件具有其内侧上的所述的导电层，所述的第二壳体部件是一个电路板(550)，以及该电路板上的导电层是接触头(1097)。
全文摘要
导电夹子(100)包括一个面向一个第一方向的第一接触表面(118)、面向不同于第一方向的一个第二方向的第二接触表面(116)和面朝向不同于第一和第二方向的一个第三方向的第三接触表面(122)。该夹子被偏置，以在第一、第二和第三方向上施加一个力。
文档编号H02B1/00GK1128416SQ95116290
公开日1996年8月7日 申请日期1995年9月18日 优先权日1994年9月20日
发明者弗兰克·安纳林诺, 斯考特·西门尼克, 约翰·B·弗里茨 申请人:摩托罗拉公司