專利名稱：存儲卡插接件和其接觸元件固位結(jié)構(gòu)及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電插接件領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及用于存儲卡的插接件。
現(xiàn)今在個人計算機的應(yīng)用中越來越多地通過與存儲卡、例如與PCMCIA卡連接來接收數(shù)據(jù)輸入，所說存儲卡易于插入安裝在計算機存儲卡輸入/輸出端口的讀卡機中和從中取出。這種卡包含有一個電路板元件，安裝在其上的各種電子元器件都封裝在一個導(dǎo)電防護罩中，形成一種小且輕的結(jié)構(gòu)。在電路板的前邊緣且在保護罩之外，設(shè)置有一個電插接件，該電插接件形成一個接合面，該電插接件具有一個絕緣塑料殼體，其中包含緊密排列成細窄陣列形狀的多個接觸元件，當(dāng)存儲卡插入讀卡機時，這些接觸元件與讀卡機插接件中對應(yīng)的接觸元件電連接，以便在存儲卡與計算機之間傳輸數(shù)據(jù)。這些接觸元件通常為2排陣列，共68個位置。在美國專利US-5472349、US-5242310和US-5339222中公開了存儲卡的一些示例；在美國專利US-5288247和US-5290174中公開了具有一個適配插接件的一種讀卡機。
通常一個絕緣塑料框架包圍著存儲卡內(nèi)的電路板周邊，并且沿著插接件的側(cè)面延伸，且與導(dǎo)電保護罩相連，在裝配時該塑料框架以機械方式將塑料插接件殼體固定定位。在AMP公司(Harrisburg，PA)出售的一種存儲卡框架套件(部件編號569627-1和569628-1)中，塑料框架部分是與保護罩的周圍邊緣部分一體模制而成的，并且各個塑料部分彼此之間通過例如超聲波焊接連接在一起。
需要確保存儲卡插接件殼體中的接觸元件在裝配之后保持牢固地固定在殼體中，以保證在存儲卡的長期使用過程中能夠承受多次配合/脫離配合的應(yīng)力作用。
特別需要在裝配過程中當(dāng)存儲卡進行超聲波焊接時能確保接觸元件保持定位。
本發(fā)明的插接件特別適合于存儲卡裝配，尤其是其中包含超聲波焊接工藝的裝配。這種插接件的接觸元件都利用增強壓配合牢固地固定在絕緣殼體的對應(yīng)通道中，能夠抵抗由于超聲波焊接在殼體上施加的超聲波能量所引起的接觸元件的松動。這種插接件同樣十分適合于不采用超聲波焊接的情況。本發(fā)明的目的是提供具有固位部分的一種接觸元件，在超聲波焊接過程中在應(yīng)力作用下所說固位部分與相鄰?fù)ǖ纻?cè)壁表面配合，以便嵌入在所說殼體通道壁中，以確保其后接觸元件的固位。
在一個實施例中，所形成的固位部分的后邊緣向上撓曲變形超出主體部分所在平面，并且可以被細窄插槽部分的上壁沿所說殼體通道的側(cè)壁向該平面擠壓，在超聲波焊接過程中彈性件在插槽上壁上施加作用力，使得當(dāng)彈性固位部分恢復(fù)原狀時塑料逐漸局部地流動到其周圍，此后當(dāng)超聲波焊接結(jié)束時突出到插槽上壁所在平面之外，從而有效地嵌入所說壁中以確保接觸元件固位。在一個類似的第二實施例中，所形成的固位部分其最外面的幾個角部彎曲成在其相對側(cè)邊緣處偏離主體部分所在平面，以構(gòu)成所說彈性件。
在一個第三實施例中，平面主體部分的一個側(cè)邊緣上形成從該側(cè)邊緣向外突出的一個固位突起部，同時在平面主體部分中沿所說側(cè)邊緣并與其相鄰處形成一個狹槽，從而構(gòu)成了在接觸元件插入過程中在殼體腔相鄰側(cè)壁作用下能夠向內(nèi)撓曲變形的一個彈性條，在插入接觸元件之后該彈性條持續(xù)地向所說側(cè)壁施加垂直方向的作用力；當(dāng)進行超聲波焊接時，塑料逐漸流動到所說突起部周圍，使得撓曲變形的彈性條向外恢復(fù)原狀，并且所說突起部逐漸向外延伸到超出該突起部前后方的側(cè)壁的其余部分之外，確保將所說接觸元件定位在殼體中。
下面參照附圖以舉例方式介紹本發(fā)明的實施例。


圖1和圖2為一個存儲卡的等軸裝配圖和部件分解視圖，在存儲卡的前邊緣上安裝有一個插接件；圖3為圖1和圖2所示插接件的等軸視圖，圖中還表示了從其裝配面上分解出的一個接觸元件；圖4和圖5為本發(fā)明包含彈性固位件的第一實施例中一個接觸元件的等軸正視圖；圖6為插接件殼體的縱向截面視圖，在其上的一排通道中設(shè)置有多個接觸元件；圖7和圖8分別為在超聲波焊接之前和之后插接件的放大剖視圖，在該插接件的一個通道內(nèi)包含如圖4至圖6所示的一個接觸元件；圖9和圖10分別為在超聲波焊接之前和之后圖3所示插接件的一對上通道和下通道的縱向剖視圖，在所說各通道中均包含圖4至圖8所示接觸元件，圖中表示出在插接件接合時插入其中的一個適配插接件的插針；圖11和圖12為與圖4至圖10所示接觸元件類似的一個接觸元件的等軸正視圖；圖13為第三實施例中的接觸元件的局部平面圖，所說接觸元件上具有用于固位的一個彈性條。
圖1和圖2表示可以應(yīng)用本發(fā)明的一種存儲卡組件。存儲卡組件10包括一個電路板12、具有一體模制成型在周邊部分上的塑料框架部分16的一個保護罩14、和安裝在電路板12的前邊緣20處的一個PCMCIA插接件18、以及位于后邊緣24處用于與外圍設(shè)備(未示出)的一根電纜連接的一個屏蔽插接件22。插接件18包括由絕緣材料制成的一個殼體26，其上包括從接合面向后或向裝配面28延伸的一個通道陣列。一個接觸元件陣列30設(shè)置在各個通道中，該接觸元件陣列包括沿接合面在通道入口內(nèi)露出的接觸部分，以便與計算機(未示出)中讀卡機的一個適配插接件的互補接觸元件(參見圖10)電連接，該接觸元件陣列還包括突出的焊接尾部32，用以焊接到電路板12的對應(yīng)觸點上。
圖3表示本發(fā)明專用于PCMCIA卡或存儲卡組件的一個插接件40，該插接件具有用絕緣材料制成的一個殼體42和從配合面46向后或向裝配面48延伸的兩排通道44?？梢钥吹绞纠缘慕佑|元件52的焊接尾部50從裝配面48向后延伸以焊接到存儲卡組件的電路板上。
參見圖4和圖5，圖中表示了本發(fā)明接觸元件52的第一個實施例，所說接觸元件是基本呈平面形狀的部件，一個片簧形成了其接觸部分54。主體部分56也是基本呈平面形狀的部分，優(yōu)選的是，沿其側(cè)邊緣58形成兩對向后延伸的彈性固位部分60、62，該彈性固位部分具有內(nèi)側(cè)剪切邊緣64、66和橫向剪切后邊緣68、70，以使所說彈性固位部分的一部分能夠呈弧形地彎曲以一定角度延伸到所說主體部分所在平面以外，優(yōu)選的是在同一個方向上彎曲，從而構(gòu)成嚙合部分，同時在下方的主體部分留有間隙。在插入殼體通道的過程中當(dāng)與通道壁的一個相鄰表面嚙合時，所說的部分可以沿相反方向撓曲變形到所說平面內(nèi)，并進入所說間隙中(參見圖6、9和11)。
優(yōu)選的是，所說接觸元件是用例如0.005英寸厚的鈹銅原料沖壓成型的，彈性固位部分60、62可以從該平面延伸出大約0.005英寸。插槽高度可以約為0.007英寸。平面主體部分可以比插槽寬大約0.001英寸。為了便于進行插接件裝配，可以很方便地如常規(guī)所述在支承條上沖壓成型接觸元件52，在將支承條去掉后同時將接觸元件裝入對應(yīng)的通道44中。還可以使最前面的一對彈性固位部分60之后邊緣68的高度小于最后面一對彈性固位部分62之后邊緣70的高度，從而在插入過程中最后面的一對彈性固位部分使接觸元件穩(wěn)定固位。
在圖6中，可以看到幾個接觸元件52插入插接件40之殼體42中的一排對應(yīng)通道44中。主體部分56的側(cè)邊緣58以沿水平方向的壓配合方式橫向向外延伸到通道44的加寬插槽72中，插槽72的高度只是略微大于主體部分56的厚度。向上彎曲的后邊緣68、70在插入到插槽72中之后已經(jīng)撓曲變形到主體部分56所在平面中。片簧接觸部分54的前端74也是加寬的，其兩側(cè)邊緣部分76也設(shè)置在插槽72中，以便在片簧54反復(fù)地撓曲變形和恢復(fù)原狀的配合過程中維持其位置。
圖7至圖10表示在存儲卡的最后裝配階段以將相對的塑料保護罩彼此連接的過程中，當(dāng)向所說插接件施加能量、例如超聲波能量時，使用本發(fā)明的接觸元件彈性固位部分的效果。在圖7和圖9中，接觸元件52已經(jīng)完全插入其對應(yīng)的通道44中，加寬的主體部分56橫向延伸到細窄的插槽72中，優(yōu)選的是，所說插槽具有略小的寬度，結(jié)果使所說主體部分邊緣“開槽”前進通過插槽側(cè)壁的塑料材料。所說插槽的上壁和下壁使得所說彈性固位部分60、62至少部分地撓曲變形到所說主體部分56所在平面中的對應(yīng)間隙中，從而將能量儲存到固位部分中，這些能量在施加能量E之前繼續(xù)在插槽上壁78上施加一個作用力。
在圖8和圖10中，已經(jīng)對存儲卡保護罩14(圖1)的塑料框架部分16實施了超聲波焊接，并且在所說存儲卡中已經(jīng)安裝了插接件40，超聲波焊接引起接觸元件振動。在彈性固位部分60、62的后邊緣68、70在應(yīng)力作用下已經(jīng)與插槽上壁78嚙合的情況下，殼體的塑料局部軟化，使得所說后邊緣68、70恢復(fù)原狀并且進入插槽上壁78所在平面、而后嵌入在其中。這種嵌入將所說后邊緣有效地錨固在插槽上壁78中，從而確保將接觸元件定位在通道中?？梢韵嘈?，塑料在彈性固位部分恢復(fù)原狀時還可以流入彈性固位部分空出的空間中，以增強接觸元件的固位。
在圖10中表示了一個代表性的適配插接件34，其中插針接觸元件36從接合面46延伸到通道44中，以便被壓緊在片簧接觸部分54與相對的通道壁之間，并且與接觸元件52電連接，進而與位于其前端20的電路板12中的電路實現(xiàn)電連接。
如在圖11和圖12中所看到的，圖中表示了與接觸元件52有些相似的接觸元件80的一個第二實施例。沿主體部分88的兩側(cè)邊緣86形成前固位部分82和后固位部分84，它們具有橫向剪切的后邊緣90、92。角部94、96以與接觸元件52之固位部分60、62的后邊緣68、70相似的方式向上彎曲延伸到主體部分88所在平面以外。
圖13表示本發(fā)明的第三實施例，其中接觸元件100包括一個加寬的主體部分102，沿主體部分的一個側(cè)邊緣106形成有一個彈性固位部分104。彈性固位部分104是沖壓成型的并保持在主體部分所在平面內(nèi)。平行于側(cè)邊緣106形成有狹槽108，使得彈性固位部分104成為有效的彈性條。當(dāng)突起部110與類似于圖6至圖10所示插槽72的通道插槽部分的側(cè)壁部分嚙合時，彈性固位部分104的中心將朝向倚靠著插槽相對側(cè)壁部分的主體部分102之相對側(cè)邊緣112的方向撓曲變形，從而在撓曲變形條中蓄積能量，并且將應(yīng)力集中在突起部110與插槽側(cè)壁的嚙合點上。當(dāng)完成超聲波焊接過程時，由于集中應(yīng)力的作用，與突起部相鄰的塑料會發(fā)生局部流動，從而與圖4至圖10所示接觸元件52的實施例相似，使突起部有效地嵌入在插槽側(cè)壁所在平面中。從圖13還可看到，還可以沿相對的側(cè)邊緣112形成一個凹入部114，一些塑料會從相對的插槽側(cè)壁上流入所說凹入部中，然后固化以增強接觸元件在通道中的固位。
本發(fā)明的接觸元件固位結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于除存儲卡插接件以外的插接件中。在本發(fā)明的存儲卡插接件和接觸部件的示例之外可以作出其它的變化和改進，這些變化和改進都屬于本發(fā)明的構(gòu)思和權(quán)利要求書所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電插接件(40)，這種插接件包括由絕緣材料制成的一個殼體(42)，在所說殼體中包含從一個接合面(46)向一個裝配面(48)延伸的一個通道陣列(44)、和分別與一個對應(yīng)的通道(44)相關(guān)的多個接觸元件(52、80、100)，每個接觸元件包括沿與所說接合面相鄰的一個通道延伸的一個第一接觸部分、至少設(shè)置在所說裝配面附近的一個第二接觸部分(50)、和在所說第一和第二接觸部分(54、50)之間延伸的一個主體部分(56、88、102)，所說主體部分包括至少一個可與所說通道(44)的一個壁表面嚙合的固位部分(60、62、82、84、106)，而所說主體部分的其余部分與其它通道壁表面嚙合，從而在所說接觸元件插入通道中時將其壓配合在所說通道中，其特征在于所說的至少一個固位部分(60、62、82、84、106)是彈性的，以便在所說通道壁表面作用下?lián)锨冃?，并且在插入之后在所說通道壁表面上施加應(yīng)力，所說主體部分(56、88、102)包括一個間隙，使得所說固位部分可以撓曲變形到所說間隙中，從而當(dāng)向所說插接件施加超聲波時，所說彈性固位部分在所說通道壁表面上施加的應(yīng)力引起周圍的塑料發(fā)生局部流動，使得所說彈性固位部分可以恢復(fù)原狀，且之后突出伸入所說通道壁表面所在的平面并有效地嵌入其中，這增強了所說接觸元件在所說殼體中的固位。
2.一種如權(quán)利要求1所述的電插接件(40)，其特征在于所說主體部分(102)還包括沿一個側(cè)邊緣形成的一個所說的彈性固位部分(106)，所說彈性固位部分包括從所說側(cè)邊緣向外延伸的一個突起部(110)，與所說側(cè)邊緣平行且與其向內(nèi)分隔開地形成有一個從所說突起部前部向其后部延伸的狹槽(108)，從而使所說彈性固位部分(106)成為當(dāng)所說主體部分插入所說通道(44)的所說插槽部分(72)中時能夠朝向所述主體部分的相對側(cè)邊緣(112)撓曲變形進入所說狹槽內(nèi)的一個彈性條，以便在施加所說超聲波能量之前形成壓配合。
3.一種如權(quán)利要求1所述的電插接件，其特征在于所說主體部分(56、88)還包括相對的側(cè)邊緣(58、86)，并且沿每個所說的側(cè)邊緣還包括一個所說的彈性固位部分(60、62、82、84)，每個所說的彈性固位部分略微延伸到所說主體部分(56、88)所在平面以外以便嚙合各個部分，在接觸元件的插入過程中與對應(yīng)的通道壁表面嚙合時，所說彈性固位部分(60、62、82、84)大致?lián)锨冃蔚剿f主體部分(56，88)所在的平面中，并且由于在施加所說超聲波能量之前所說主體部分與其它相對的通道壁表面之間的相互推壓，所說彈性固位部分在所說通道壁表面上施加作用力，此后所說彈性固位部分(60、62、82、84)恢復(fù)原狀。
4.一種如權(quán)利要求3所述的電插接件(40)，其特征在于沿所說主體部分(56、88)的所說側(cè)邊緣(58、86)形成有與所說彈性固位部分(60、82)沿軸向向后分隔開的附加彈性固位部分(62、84)，所說附加彈性固位部分(62、84)比所說的彈性固位部分(60、82)更加向所說平面之外突出。
5.一種如權(quán)利要求3所述的電插接件，其特征在于每個所說的彈性固位部分(60、62)包括平行于對應(yīng)的主體部分側(cè)邊緣(58)的一個剪切邊緣(64、66)、其向后為延伸到所說對應(yīng)側(cè)邊緣的一個剪切后邊緣(68、70)，所說彈性固位部分(68、70)具有這樣的形狀，使得所說剪切后邊緣(68、70)突出于所說主體部分(56)所在平面，以構(gòu)成所說嚙合部分。
6.一種如權(quán)利要求3所述的電插接件(40)，其特征在于每個所說的彈性固位部分(82、84)包括從所說主體部分的一個對應(yīng)側(cè)邊緣(86)向內(nèi)橫向延伸的一個剪切后邊緣(90、92)，所說彈性固位部分(82、84)具有這樣的形狀，使得所說彈性固位部分與所說剪切后邊緣(90、92)相鄰的最外角部(94、96)突出于所說主體部分(88)所在平面，以構(gòu)成所說嚙合部分。
7.一種用于電插接件(40)的接觸元件(52、80、100)，所說接觸元件是一個一體式導(dǎo)電部件，它包括分別位于其相應(yīng)端部的一個第一接觸部分(54)和一個第二接觸部分(50)、和位于所說第一接觸部分與第二接觸部分之間的一個主體部分(56、88、102)，所說主體部分是平面形狀的，并且包括至少一個固位部分(60、62、82、84、106)，其特征在于
所說固位部分(60、62、82、84、106)是彈性的，并且包括從所說主體部分(56、88、102)向外突出到一個嚙合部分的一個突起部，所說主體部分包括沿所說固位部分形成的一個間隙，使得所說固位部分可以撓曲變形到所說間隙中。
8.一種裝配插接件(40)的方法，該方法包括以下步驟提供一個塑料殼體(42)，其具有至少一個延伸到一個裝配面(48)的通道(44)；提供一個接觸元件(52、80、100)，其包括一個主體部分(56、88、102)，在所說主體部分上形成有至少一個彈性固位部分(60、62、82、84、106)，所說彈性固位部分包括從所說主體部分向一個嚙合部分延伸的一個部分；將所說接觸元件(52、80、100)從所說接合面(48)插入所說塑料殼體(42)的一個對應(yīng)通道(44)中，使得所說主體部分(56、88、102)設(shè)置在僅僅略大于所說主體部分的通道部分(72)中，從而在插入之后使所說至少一個彈性固位部分(60、62、82、84、106)的嚙合部分與所說通道部分(72)的一個相鄰表面嚙合，進而發(fā)生撓曲變形以在該表面上施加應(yīng)力作用；和向所說插接件(40)施加足以使所說至少一個彈性固位部分(60、62、82、84、106)的嚙合部分的塑料局部軟化的能量，使得所說彈性固位部分可以恢復(fù)原狀，從而在施加所說能量之后，所說嚙合部分延伸到所說通道部分表面中，以便有效地嵌入其中，從而將所說接觸元件(52、80、100)固位在所說外殼(42)中。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所說能量是超聲波能量。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所說主體部分(56、88)包括至少四個所說的固位部分(60、62、82、84)。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所說主體部分(56、88、102)是平面形狀的，并且包括在插入時約束在所說通道(44)之插槽部分(72)內(nèi)的側(cè)邊緣部分，并且所說至少一個彈性固位部分(60、62、82、84、106)沿各個所說的側(cè)邊緣部分限定形成。
全文摘要
一種例如用于存儲卡的電插接件(40),包括一通道陣列(44),其中分別設(shè)置有接觸元件(52、88、100)。每個接觸元件(52、80、100)包括沿其主體部分(56、88、102)形成的至少一個彈性固位部分(60、62;82、84;106),當(dāng)接觸元件插入時所說彈性固位部分在通道(44)壁的作用下發(fā)生撓曲變形。當(dāng)施加超聲波能量E時,殼體上與彈性固位部分嚙合區(qū)(68、70;94、96;110)相鄰的塑料發(fā)生局部流動,使得彈性固位部分可以恢復(fù)原狀,且此后延伸到通道壁表面中并有效地嵌入其中,從而將接觸元件固位在通道中。
文檔編號H01R13/40GK1241310SQ97180840
公開日2000年1月12日 申請日期1997年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月20日
發(fā)明者R·D·迪克遜, L·卡斯塔納, D·L·凱姆米克 申請人:惠特克公司