用于将电路板连接到安装件的紧固件和联接件及该安装件
阅读说明：本技术 用于将电路板连接到安装件的紧固件和联接件及该安装件 (Fastener and connector for connecting circuit board to mounting piece and mounting piece ) 是由 R·斯拉维克 T·莫夫 于 2021-05-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于将电路板连接到安装件的紧固件和联接件及该安装件。联接件(1)利用紧固件(2)将电路板(14)连接到安装件(3)。安装件(3)可以连接到部件。紧固件(2)包括第一卡扣配合连接结构(7、8),该第一卡扣配合连接结构用于与设置在安装件上的第二卡扣配合连接结构(9、10、11)建立卡扣配合连接。当被连接时,紧固件(2)将电路板(14)抵靠安装件(3)夹紧。紧固件(2)还包括第一接合结构(5),该第一接合结构被构造成与安装件上的第二接合结构(12)接合,以便加固所述卡扣配合连接。(The invention relates to a fastener and a coupling member for connecting a circuit board to a mount and the mount. The coupling member (1) connects the circuit board (14) to the mount member (3) with the fastener (2). The mount (3) may be connected to the component. The fastener (2) comprises a first snap-fit connection structure (7, 8) for establishing a snap-fit connection with a second snap-fit connection structure (9, 10, 11) provided on the mounting. When connected, the fastener (2) clamps the circuit board (14) against the mount (3). The fastener (2) further comprises a first engagement formation (5) configured to engage with a second engagement formation (12) on the mounting so as to reinforce the snap-fit connection.)
技术领域
本公开涉及一种紧固件、用于接收紧固件的安装件和用于将电路板连接到诸如盖或壳体之类的部件的联接件。本公开尤其涉及用于固定或安装印刷电路板而无需利用螺钉的塑料夹紧固件。
背景技术
将印刷电路板安装在塑料壳体或盖内是常见的。通常，将电路板放置在壳体或盖内的安装位置处设置的多个安装突起上，并且使用金属螺钉固定到适当位置，金属螺钉穿过电路板中的孔被拧到每个安装突起中。这样，安装突起提供了用于将电路板与壳体或盖分开的多个支撑支柱，这为表面安装的部件和围绕电路板的气流提供了空间。
然而，螺钉的使用存在许多问题。首先，同时将螺钉与电路板孔和安装突起对准是相对复杂的操作，并且任何不对准都可能导致不良固定或者甚至损坏组件本身。类似地，螺钉易于脱扣或断裂。此外，随着螺钉被拧入，螺纹切削过程以碎屑和颗粒的形式从安装突起移除材料，然后必须从组件移除这些碎屑和颗粒。这些因素又使得必需使用专门的设备来减轻螺钉插入期间的损坏的风险以及一旦螺钉已经被安装好就清理组件，这增加了安装期间的成本和生产周期时间。
因此，需要一种用于将电路板固定到部件的改进的联接件。
发明内容
本公开涉及一种紧固件和相配合的安装件，所述紧固件和相配合的安装件提供用于将电路板固定到部件而不需要螺钉的联接件。
根据第一方面，提供了一种用于将电路板连接到安装件的紧固件，所述紧固件包括：第一卡扣配合连接结构，所述第一卡扣配合连接结构用于与设置在所述安装件上的第二卡扣配合连接结构建立卡扣配合连接，以便将所述电路板固定到所述安装件；以及第一接合结构，所述第一接合结构被构造成与所述安装件上的第二接合结构接合，以便加固所述卡扣配合连接。
这样，提供了一种电路板紧固件，所述电路板紧固件允许将电路板固定到诸如盖或壳体之类的另一部件上的安装件，而不需要螺钉。一旦建立，卡扣配合连接结构提供弹性固定联接，该弹性固定联接通过接合结构的加固而被进一步加强。这样，实现了电路板的牢固固定，而没有与螺钉相关的缺点。紧固件可以由聚合物材料形成。
在实施方式中，当被连接时，所述紧固件将所述电路板抵靠所述安装件夹紧。这样，电路板可以被压在紧固件和安装件之间以将所述电路板固定在适当位置。
在实施方式中，所述紧固件还包括用于将所述电路板抵靠所述安装件夹紧的套环。这样，套环可以提供用于压入电路板以将电路板保持在适当位置的平坦夹紧表面。
在实施方式中，所述第一卡扣配合连接结构包括公卡扣配合构件，并且所述第二卡扣配合连接结构包括用于接收所述公卡扣配合构件的母卡扣配合构件。这样，紧固件可以被设置为具有简单的卡扣配合销的紧凑主体，该卡扣配合销然后可以被接收到形成在较大安装件中的对应的孔中。这由此使电路板上容纳紧固件所需的空间最小化。
在实施方式中，所述公卡扣配合构件包括用于接合到被限定在所述母卡扣配合构件内的卡位(detent)中的螺柱突起。
在实施方式中，所述螺柱突起是球头螺柱。这样，螺柱的远端半球的圆形轮廓便于螺柱进入到母卡扣配合构件中，而近端半球提供用于一旦被接收在卡位内就阻止螺柱退回的保持表面。同时，球头螺柱允许一些旋转运动，以便使电路板相对于安装件对准。
在实施方式中，所述第一接合结构与所述第二接合结构的接合防止所述第一卡扣配合连接结构和所述第二卡扣配合连接结构中的一者的偏转。这样，接合结构用于阻止卡扣配合连接结构之间的连接发生松动。
在实施方式中，所述第一接合结构包括用于接合设置在所述第二卡扣配合连接结构的外表面上的所述第二接合结构的突起。这样，第二卡扣配合连接结构通过第一接合结构被保持在其连接状态下，从而在紧固件和安装件之间建立互锁布置。
在实施方式中，第一接合结构和第二接合结构中的至少一者包括锥形表面。这样，接合结构之间的接合可以用于将它们引导到加固位置，以便加固卡扣配合连接。在实施方式中，这些接合结构的倾斜(或斜坡)构造可以用于在建立卡扣配合连接时增加施加的加固力。在实施方式中，锥形表面与连接紧固件所在的方向成45至85度的角度，并且更优选地与连接紧固件所在的方向成50至70度的角度。在实施方式中，锥形表面的长度在连接紧固件所在的方向上在相应的接合结构的长度的40至60％之间。
在实施方式中，所述第一接合结构与所述第二接合结构的接合限定所述紧固件相对于所述安装件的轴向对准。这样，这些接合结构的构造可以允许在紧固件和安装件之间实现具有不同对准的布置。这样，紧固件可以与安装件以不同倾斜度使用，同时仍然允许电路板被保持在期望的平面中。在实施方式中，所述安装件还可以包括支撑表面，所述支撑表面用于将所述电路板支撑在由所述紧固件相对于所述安装件的轴向对准所确定的平面中。
在实施方式中，所述第一接合结构被构造成键入穿过设置在电路板中的孔，以便一旦建立卡扣配合连接就防止电路板相对于紧固件的旋转。这样，防止了电路板相对于紧固件的水平旋转。在实施方式中，紧固件与孔形成压配合连接，以便阻止紧固件从电路板脱离。
根据第二方面，提供了一种安装件，该安装件用于接收紧固件以将电路板连接到所述安装件，所述安装件包括：第二卡扣配合连接结构，所述第二卡扣配合连接结构用于与设置在所述紧固件上的第一卡扣配合连接结构建立卡扣配合连接，以便将所述电路板固定到所述安装件；以及第二接合结构，所述第二接合结构被构造成与所述紧固件上的第一接合结构接合，以便加固所述卡扣配合连接。
这样，提供了一种电路板安装件，该电路板安装件允许使用简单的卡扣配合紧固件将电路板固定在适当位置，而不需要螺钉。一旦建立，卡扣配合连接结构提供弹性固定联接，该弹性固定联接通过接合结构的加固而被进一步加强。因此，实现了电路板的牢固固定，而没有与螺钉相关的缺点。所述安装件可以由聚合物材料形成。该安装件可以与诸如壳体或盖之类的部件一体地形成。
在实施方式中，第二卡扣配合连接结构包括限定母卡扣配合构件的两个或更多个可弹性变形的臂，并且其中，第一卡扣配合连接结构包括用于插入到母卡扣配合构件中的公卡扣配合构件。这样，两个或更多个可变形的臂可以通过在由这些臂的弹性回弹施加的力的作用下围绕公卡扣配合构件来夹持而将公卡扣配合构件固定。
在实施方式中，第二接合结构设置在两个或更多个可变形的臂的外表面上，使得通过与第一接合结构接合而加固所述臂，以便防止所述臂变形。
在实施方式中，所述安装件还可以包括支撑表面，所述支撑表面用于将所述电路板支撑在由所述紧固件相对于所述安装件的轴向对准所确定的平面中。
根据第三方面，提供了一种用于将电路板连接到部件的联接件，所述联接件包括：安装件，所述安装件连接到所述部件；以及紧固件，所述紧固件能够连接到所述安装件以便将所述电路板固定到所述安装件；其中，所述紧固件包括第一卡扣配合连接结构，所述第一卡扣配合连接结构用于与设置在所述安装件上的第二卡扣配合连接结构建立卡扣配合连接，以便将所述电路板固定到所述安装件；并且其中，所述紧固件还包括第一接合结构，所述第一接合结构被构造成与所述安装件上的第二接合结构接合，以便加固所述卡扣配合连接。
根据第五方面，提供了一种用于与上述紧固件一起使用的电路板，所述电路板包括用于以键入布置接收所述第一卡扣配合连接结构和所述第一接合结构的孔。在实施方式中，所述孔与所述紧固件形成压配合连接，以便阻止所述紧固件从所述电路板脱离。
附图说明
现在将参考附图描述说明性实施方式，其中：
图1示出了第一实施方式的联接件的等距视图；
图2示出了联接件与电路板在未连接时的侧视图；
图3示出了联接件与电路板在连接好时的侧视图；
图4示出了联接件的在电路板上方的紧固件的等距视图；
图5示出了联接件的一旦被插入到电路板中的紧固件的等距视图；
图6示出了联接件的紧固件、电路板和固定到壳体部件的安装件的分解等距视图；
图7示出了将电路板固定到盖的联接件的等距视图；
图8示出了第二实施方式的联接件与电路板在未连接时的侧视图；以及
图9示出了第二实施方式的联接件与电路板在连接好时的侧视图。
具体实施方式
图1示出了联接件1的第一实施方式，该联接件1包括紧固件2和安装件3，该安装件3用于接收紧固件2以便将电路板连接到安装件3。在该实施方式中，紧固件2和安装件3由塑料材料形成，其中安装件3连接到较大的部件，例如盖或壳体(在该图中未示出)。
紧固件2包括安装在中心轴8的远端上的球头螺柱7，该球头螺柱7形成第一卡扣配合部件。中心轴8的近端终止于圆形套环4，该圆形套环4提供平坦的面向远侧的表面。紧固件2还包括被设置为两个接合突起5的接合结构，该接合突起位于轴8的两侧。接合突起5随着它们从套环4向下向远侧延伸而向外成锥形，从而在轴8和球头螺柱7的两侧形成相对的倾斜的第一接合表面6。在该实施方式中，倾斜的第一接合表面6以相对于竖直大约55度的角度成锥形。在该实施方式中，每个倾斜的第一接合表面6的长度是相应的接合结构5的竖直长度的大约50％。
安装件3被设置为支撑柱，该支撑柱用于将电路板(未示出)支撑在连接到安装件的基部的部件(未示出)的上方。安装件3的近端分成由间隙9分开的两个臂10、11，这两个臂形成第二卡扣配合部件。间隙9的宽度小于球头螺柱7的直径。两个臂10、11的相对内表面设置有卡位13，这些卡位形成用于与球头螺柱7的表面配合的圆形通道。两个臂10、11的近端的外表面向内成锥形，从而形成第二倾斜接合表面12。两个臂10、11的近端的端面提供用来安放电路板的支撑表面。
图2和图3分别示出了联接件1与电路板14在未连接和连接好时的侧视图。如图2所示和下面关于图4和图5进一步详细描述的，紧固件2穿过电路板14中的孔来装配，其中套环4被安置在电路板的顶表面上。紧固件的第一接合表面6以及轴8和球头螺柱7延伸穿过电路板14，使得它们在电路板的底表面下方向远侧突出。
紧固件2被从远侧压入安装件3中以连接第一卡扣配合部件和第二卡扣配合部件。这可以手动完成，其中套环4的近侧面提供了供使用者对其向下按压的扩大区域。建立连接用于将电路板14夹紧在套环4和安装件3的近端之间。在该操作中，球头螺柱7在其近端处被插入到间隙9中，迫使两个臂10、11向外弹性变形以容纳该球头螺柱。臂10、11继续向外挠曲，直到球头螺柱7到达卡位13，在该点处两个臂10、11向内回弹，以便围绕球头螺柱7的表面配合。如图3所示，通过将球头螺柱7接受在卡位13内，从而建立了卡扣配合连接。
同时，如上所述，紧固件2上的第一接合表面6与设置在安装件3的臂10、11的外侧上的第二接合表面12接合。第一接合表面6和第二接合表面12的锥形提供了倾斜接合，以便将臂10、11的近端径向向内引导。这样，一旦建立了卡扣配合连接，臂10、11就通过第一接合表面6和第二接合表面12之间的接合而被加固或支撑以防止向外变形。这用于维持由臂10、11通过卡位13施加的弹性夹紧力。也就是说，第一接合表面6和第二接合表面12用作互锁件，以便阻止卡扣配合连接的松动。在实施方式中，接合表面的轮廓可以被设计成主动地朝向轴8向内压缩臂10、11的近端，以便围绕球头螺柱7锁定卡位13。
图4和图5进一步示出了紧固件2和电路板14之间的连接。电路板14设置有具有两个键槽15的孔15。如图5所示，紧固件2被插入到孔15中，其中第一接合突起5键入到键槽15中，并且轴8和球头螺柱3延伸穿过孔15。套环4的面向远侧的表面是平的，并围绕孔15抵靠电路板14表面安置。在组装期间，紧固件2可以作为表面安装装置(SMD)过程的一部分被插入到孔15中。也就是说，紧固件2可以被自动地拾取并与其它表面安装的部件(即，电气部件)一起被放置到电路板14上，从而避免需要额外的处理。紧固件2和孔15可以形成压配合，以防止紧固件2在运输期间掉出。一旦插入紧固件2，紧固件/电路板组件然后可以通过将第一卡扣配合部件和第二卡扣配合部件连接而连接到安装件3，这又将电路板夹紧在安装件3和套环4之间。
图6示出了当安装件3设置在壳体部件17上时的联接件的分解等距视图。在该示例中，安装件3与壳体部件17一体地形成，该壳体部件17又可以连接到更大组件内的其它部件。在该图中仅示出了单个安装件3，但是应当理解，可以设置多个安装件以便在不同区域中支撑电路板14。
图7示出了图6所示的组装号后的部件，其中电路板被夹紧在套环4和安装件3之间。在图7中，电路板以透明内部示出，以使第一接合突起5和轴8延伸穿过键槽15和孔16可见。
因此，上述布置提供了一种用于固定电路板而不需要螺钉的附接联接件。这不仅消除了对作为部件成本的螺钉的需要，而且还避免了对专用连接夹具、机器人或清洁站的需要，而这些对于利用螺钉组件而言通常是必需的。因此，可以减少生产周期时间，并且减轻由螺纹连接引起的损坏的风险。实际上，因为紧固件被设置为单独的部件，所以如果它被偶然损坏，则它可以容易地被替换，而不需要替换整个电路板。类似地，设置单独的塑料紧固件提供了电绝缘连接，其中电路板空间要求是与螺钉连接所需的要求相当。
图8和图9分别示出了第二实施方式的在未连接和连接状态下的联接件的侧视图。除了第二接合表面12的轮廓被设计成将电路板14夹紧到倾斜的安装件3之外，该实施方式与上述第一实施方式基本相同。也就是说，不是将电路板14固定在垂直于安装件的纵向轴线的平面中，而是安装角可以偏移。在安装件的端面处的支撑表面也可以倾斜，以将电路板安置在期望的平面中。由此，这允许使用具有不同倾斜度的安装件来支撑电路板14，由此提供了从下面的部件上的不同位置支撑电路板的灵活性。这种灵活性对于利用螺钉安装件来说是不可能的，因为螺钉必须被同心地驱动到安装件中以避免损坏安装件本身。
应当理解，尽管在该第二实施方式中，第二接合表面12的轮廓被设计成提供倾斜的紧固件位置，但是第一接合表面6或两个表面的组合可以被构造成实现相同的结果。也就是说，构造第二接合表面12的优点在于，相同的紧固件2可以用于不同的安装件。
应当理解，上述实施方式仅出于说明的目的示出了应用。实际上，这些实施方式可以应用于许多不同的构造，详细的实施方式对于本领域技术人员来说是直接实现的。
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