具有分布应力的安装柱的电插座制造技术

一种适于固定到电路板的电插座，具有高强度、应力分散的支柱。该支柱有从插座体的凹槽突出的喇叭形加粗底部和伸到座体表面以外的顶部。该支柱还可以包括稍可压缩的空心柱结构，这种支柱可以合适地装到电路板尺寸或位置稍有偏差的塞孔。这种结构使支柱的强度比顶部具有类似尺寸的传统支柱的强度高。该支柱通过在贴近座体处使用更大的柱截面而增大其强度，并通过该设计的引入，将力分散到支柱和座体的大部分体积，而将应力集中减至最小。（*该技术在2002年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

广泛地说本专利技术与电插座有关，尤其是与适用于将电插座固定在电路板上的安装柱结构有关。欲固定到电路板的传统的模压电插座往往有与对准电路板上塞孔并插入其中的简单支柱。这些简单的模塑支柱往往设计得很小，以最大限度地缩小其在电路板表面上和板内所占据的空间。遗憾的是，这些传统的支柱设计使其在存放、运输，安装和使用期间易于受损。在某些条件下，这些传统的支柱也会使电路板在安装时受损。参阅附图说明图1，这是一个电插座实例的顶视立体图。该电插座具有适于将所插上的电路板紧固在它的上表面的结构，而所讨论的该原理适用于其他类型的插座。这种插座包括在其细长的绝缘座40的下表面上伸出两个连接柱42、43，以便同诸如电路板1的塞孔2、3相配，图2是该插座的底视立体图。连接柱42、43突出在细长的绝缘座40的基本上平的底面41的各自纵向端部上。图2中所示连接柱为一种简单的设计。显然，在一个单一插座上多个连接柱可以有不同直径，以便于插座在对电路板1安装前和安装期间的适当定位。在本例中，绝缘座40安装在电路板1是通过将连接柱42，43插入电路板1上有适当间隙和尺寸配合的孔2、3中实现的。参阅图3，该图示出诸如图2所示插座所使用的传统支柱设计的剖面图。在这种传统设计中，连接柱42和绝缘座40的底平面41在连接部44处基本上以互成直角交汇。这种传统的支柱设计的特性并不令人满意，在使用中产生一些问题。传统支柱设计的一个问题是支柱强度很大程度上依赖于它的剖面尺寸，而它的剖面尺寸又受到其他设计依据的限制。例如图3所示的传统安装柱对给定材料而言，其强度主要取决于它的截面积，而互相矛盾的设计要求会限制尺寸的选择范围。通常安装柱必须有足够的强度，以使它们在存放、运输、安装或使用期间迂到受力时也不致损坏；然而它们应该尽可能地小，为电路板表面上和基板范围内的其他元件留下最大可用空间。例如，由塞孔所占的表面或基板面积，就不能再由电路板背面或板内的其他元件，象电路导电迹线层加以占用，支柱42，43的尺寸，特别是直径，基本上限定了电路板塞孔的容许尺寸。因此，支柱42、43的尺寸应该尽可能地小，以将它们所占的面积减至最小。从空间利用观点而言，电插座最好重量轻、剖面高度低，“脚印”小和安装柱小到在电路板上占据该应用场合将允许的范围。传统支柱的另一个问题是存在内在应力集中断裂区。图3中的传统插座安装柱在柱42和绝缘座40之间的连接部44基本为急弯。这个急弯可以引入结构上不连续性，内应力就在此集聚。当垂直于支柱纵轴的力的一分量加在支柱上时，该连接部受到集中的应力，这会使支柱在连接部变形或断裂，可能使支柱脱离插座主体。在安装时，尤其在支柱和电路板塞孔未精确对准时就会发生这种情况。这种应力集中的结构不连续性是这种设计的支柱，包括模塑插座所固有的。直角连接部的内在弱点也隐含在模塑插座中。传统的模塑支柱在连接部有更多的内在弱点，因为在支柱和插座主体之间过渡区内注塑材料流动方式会引起材料分布的不均匀性。在模压插座中，材料从注入口流入注塑腔的各个部分可能是不规则的，即相对于材料流入方向，尤其是在材料流入相对小或狭窄的注塑腔时存在特定的内在结构定向。相应于支柱成形区的注塑腔便是这种腔的实例。这种流动的不均匀性会引起注塑件主体和传统支柱之间的结构断裂。参阅图4，该图示出材料在传统模塑支柱时的流动方向。图5表示模塑材料在插座中的一般取向尤其是在支柱区和主体区之间的取向差异。在支柱42中材料的取向基本上沿支柱的纵轴，而插座体中材料基本上沿垂直方向取向。在有不同取向的材料交汇区域表现出结构上不连续性，而且其强度要比连续取向区域来得差。传统安装柱设计还有一个问题是它可能由于支柱和塞孔的配合部分的尺寸差异而与电路板塞孔不能适配，通常电插座和电路板是由不同的人或公司按协议的生产规范制造的。一般来说，其每个元件或部位有一个标称尺寸，和一个在该标称尺寸上的容许公差。当电路板的孔相对安装柱略为过大时，则与支柱的对中就不精确而配合就会过松。当电路板的孔略为小些时，传统安装柱就难以或不可能插入，并可能损环配合元件之一个或二者均损坏。传统的安装柱设计强制限制对每个元件的尺寸公差范围。由于更为严格的要求精度和较高程度的部件报废率，这又导致生产成本的增加。传统安装柱还有一个与元件尺寸有关的问题。由于一个或多个安装柱位置可能与电路板塞孔位置未对准而不能插入，则包含有传统安装柱的插座就会难于合适地安装到电路板上。这可能导致无法固定插座，或者为克服插入困难而用力过猛时，则会损坏插座或电路板。正如上述对支柱和孔尺寸方面的论述，传统安装柱设计对尺寸公差范围的严格限制势必增加生产成本。为解决与传统支柱结构有关的几个问题，前人已作过一些尝试。但这些方法仍有不足之处。一个解决方案为加粗变截面的底部。见图6，该图示出这种支柱部位的插座的局部剖面图。这种支柱结构在插座绝缘座和支柱之间为喇叭形过渡区，这减小了在安装柱和绝缘座之间连接部的应力集中，并因为支柱底部截面较大，故强度也较大。图6中绝缘座50与图3中绝缘座40不同之处在于支柱52和绝缘座50之底面51之间连接部52A的直径向着绝缘座底面方向逐渐加大，以形成光滑曲面，该曲面相对于连接柱是连续的。如同由园形渐变区形成一样这种安装柱也使支柱底部变粗。相比之下，如图3所示绝缘座40上的传统，支柱42与连接部44中的底面41以相当陡的急弯相交。图6中改进的支柱结构可以减少在连接部的应力集中。然而，在这种方案中当改进的支柱连接到电路板时又产生新的问题。从绝缘座底面突伸出的加粗的支柱底部可能因为它们尺寸配合不当的缘故而不能正好地插入电路板塞孔。另一先前的传统支柱在凹腔中有加强肋，为传统支柱结构提供额外的支撑。图7a为有加强肋的支柱的俯视图，图中主体为84、支柱为82、加强肋为80和凹腔为81。图7b中剖面A－A是通过连接柱的无肋区的。这部分与传统支柱结构不同在于它位于有陡直侧壁和平底的凹腔中。图7C中所示剖面B－B，是经过支柱有肋区所作的，并有与传统支柱一样的结构。随着肋的宽度增加，与传统支柱相似的结构部分也按比例增加。这种支柱没有较厚的截面，或渐变的底部。尽管这个方案在强度上有些改进，但它仍保留了传统连接柱的缺陷，支柱与绝缘主体84是通过基本为直角的连接部83，85连接的，这样在连接柱底部周围存在一应力集中的边缘，图8还示出材料在主体部84和连接柱82之间流动不均匀所引起的巳硬比的模塑料的纤维取向。为了解决连接柱和电路板塞孔配合不佳的问题，一个可能的方案，如图9所示，是在支柱纵向引入V型切口130。这种柱容许电路板孔的尺寸允差稍大些。这种V型设计的不足在于V型切口形成应力集中区131，当其受力过大时，就可能断裂。这样，人们需要一种增大了强度，而又不增大连接柱从插座底伸出的截面积，同时改善了尺寸允差方面的要求的连接柱。本专利技术便可满足这些需求。从本专利技术的一个方面看，该插座包括限定第一表面和第二表面的主体。支柱从第一表面朝向第二表面延伸。支柱包括突出在第二表面以外的顶端部和与插座主体成一体的比顶端部较粗的喇叭形根部。在插座主体的第二表面上设有一凹槽，该凹槽由与主体成一体的侧壁所界定。该凹槽围绕支柱的喇叭形根部，以使喇叭形根部基本上置于该凹槽内。当有力施加在支柱上时，支柱的与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定在电路板上的模塑电插座，该插座包括：界定第一表面和第二表面的座体；从所述第一表面所述第二表面伸出的支柱，所述支柱包括伸出在所述第二表面以外的顶部和比所述顶部更粗的并与所述座体一体化的截面为喇叭状的底部；所述座体在所述第二表面设有凹槽，所述凹槽由与所述座体一体化的侧壁所确定，并围绕所述支柱的所述喇叭状底部，以使所述喇叭状底部基本上置于所述凹槽范围内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉仁，
申请(专利权)人：鸿海精密工业股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]