專利名稱：印刷電路板用的電池連接器和電池夾持器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池用連接器，尤其是涉及盤形電池的連接器。
盤形電池常用作電子設(shè)備在傳統(tǒng)電源系統(tǒng)失效情況下的備用保護。這些盤形備用電池通常較小，例如具有大約0.268英寸直徑和大約0.083英寸厚度，而且常常被稱作“鈕扣電池”。這種電池具有一個正極和一個負極，正極沿著一個主表面和邊緣延伸，而負極在另一個主表面范圍內(nèi)延伸并與正極絕緣。在本發(fā)明中所用的術(shù)語“電池”應(yīng)理解為一個單獨的盤形電池。電池被嵌入安裝在電路板上的一個連接器盒中，在下文中把該連接器稱作“電池連接器”。理想的是備用電池連接器在電子裝置電路板上只需要最小量的空間，容易安裝到電路板上，能方便地接近以便更換已耗盡電池以及制造成本低廉。此外，有時理想的是需要提供備用電池連接器，它在安裝它的電路板上呈水平取向。
對于水平定位的電池連接器現(xiàn)有技術(shù)而言，電池被放置在一個“開口”容器或者說盒中，也就是說，盒底部具有多個穿過盒底部的觸點，而電池被放置在這些觸點的上方或中間。在一定情況下，例如在運輸裝有這種電池的電路板或者裝置時，電池可能在原位“突然跳出”，從而導(dǎo)致備用功能失效。添加一個可分離蓋能減輕電池意外脫離的問題，但卻增大了該裝置的制造和組裝費用。因此理想的是提供一種具有單個盒的連接器，它能可靠地使電池水平定位地固定在應(yīng)有位置上，而且制造成本低廉。
本發(fā)明旨在提供一種盤形電池連接器。該連接器包括一個絕緣盒，盒上帶有一個電池容腔、兩個穿過盒底座進入所述腔的端子接納槽，以及安置在槽內(nèi)的正極端子和負極端子。盒底座包括向上伸出而且在周圍隔開布置的第一和第二對側(cè)壁。第一和第二端子接納槽設(shè)置在相應(yīng)的一對側(cè)壁之間。每個成對側(cè)壁包括一個向內(nèi)的保持凸緣，所述凸緣與底座平行，在底座上方隔開并其尺寸使其與電池上表面的一個相應(yīng)部分接合并在該相應(yīng)部分上延伸，從而將電池固定在盒中。盒底座進一步包括多個從下主表面伸出的電路板托腳。這些托腳具有足夠的長度，以便允許連接器底座的一些部分朝著電路板向下彎曲一個足夠的距離，從而使至少一個側(cè)壁的保持凸緣向外移動，將電池從該保持器中脫開。
本發(fā)明進還提供正極端子的保持特征，所述正極端子包括一個在端子接納槽內(nèi)部向上伸出的支柱，該支柱的尺寸使其可被接納在正極端子的孔中。該支柱包括一個沿著遠離電池腔的支柱側(cè)面的加大部分，以使支柱底部的寬度大于正極端子孔的直徑。當正極端子被放置在支柱上時，孔邊緣從該支柱后側(cè)面刮下一些塑料，從而保證該端子孔完全被支柱充滿。面對電池容腔的支柱側(cè)面被用作參考基準，它保證正極端子在連接器盒中精確定位，以便向外伸出的接觸臂接合電池的外邊緣，并施加足夠的彈性力以便保證電池處于其適當位置。
在一個本發(fā)明替換實施例中，盒的支柱呈矩形，而端子本體包括一個矩形孔，該矩形孔具有一個伸入該孔的端子定位倒刺，它迫使端子緊靠該孔的后邊緣從而使端子在連接器中精確定位。
本發(fā)明的一個目的是提供一種電池保持器，它能將一個盤形電池可靠地保持水平定位。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種頂部加載的水平定位的電池連接器，它允許在需要時從連接器中方便地取出電池。
現(xiàn)在參照附圖用舉例的方法介紹本發(fā)明的幾個實施例，其中

圖1是本發(fā)明電池連接器的等角視圖，其中端子處于被分解狀態(tài)。
圖2是圖1電池連接器被組裝后的等角視圖。
圖3是圖2被組裝連接器的頂視平面圖，其中托腳用虛線畫出。
圖4是安裝在電路板上的被組裝連接器的側(cè)視圖。
圖5是圖2被組裝連接器的一個剖視圖，它表示正負端子在連接器盒中的位置。
圖6是圖2被組裝連接器的俯視圖，一個電池已被放置在連接器中，此圖表示如何從該連接器中取出電池。
圖7是沿著圖6的7-7線截取的剖視圖。
圖8是分解視圖，表示圖5連接器的一個局部。
圖9是一個本發(fā)明電池連接器替代實施例的等角視圖，其中有一個端子處于被分解狀態(tài)。
而圖10是被組裝后的圖9連接器的局部俯視圖。
現(xiàn)在參見圖1至5，本發(fā)明水平定位的電池連接器20包括一個絕緣盒22，其中設(shè)置有第一和第二端子66、84。盒22包括具有對置的主表面26、28的底座24。第一和第二對側(cè)壁30、34從第一主表面26向上伸出，而且側(cè)壁30、34圍繞底座24間隔布置從而構(gòu)成一個電池容腔38，所述腔38的尺寸可接納一個盤形電池。每個側(cè)壁30、34分別包括一個向內(nèi)的保持凸緣32、36，所述凸緣與底座24平行地伸出并在后者上方隔開。凸緣32、36的尺寸可與電池102上表面的相應(yīng)部分接合并將其蓋住，從而將電池102固定在盒22內(nèi)。底座24包括第一和第二端子接納槽40、54，它們用來接納分別位于第一和第二對側(cè)壁30、34之間的相應(yīng)第一和第二端子66、84。底座24包括多個從下主表面28伸出的板托腳62。托腳62具有足夠的長度，以便允許連接器底座24的幾個部分朝線路板108向下彎曲足夠的距離，從而使至少一個側(cè)壁34的保持凸緣36向外移動，這樣可將電池102從電池容腔38中松脫，如圖7所示。
第一端子槽40包括一個底面42，它有一個向上伸出的支柱44。支柱44具有一個面對腔的表面45以及一個加大的部分46，加大部分46從支柱44底面向外伸出并遠離腔38，一個凹槽48伸入底面42中并且至少圍繞著支柱44的后部分46。支柱44與第一端子66的表面相互配合，以便將端子66固定在電池連接器20中，下文對此有更加詳細的描述。第一端子槽40還有向上伸出的側(cè)支承部50，側(cè)支承部50具有延伸到第一對側(cè)壁30并朝向腔的部分51。側(cè)支承部50還包括凹槽52，它的尺寸在第一端子66被安置在第一端子槽40內(nèi)時可使凹槽52與第一端子66互相配合。而第二端子接納槽54包括一個伸入底座24的上主表面26的凹槽部分56，部分56進一步包括凹槽58，它的尺寸可接納第二端子84的保持倒刺，下文將對此作更詳細描述。
第一端子66包括一個本體68，它具有一個底部70以及一對向上直立的側(cè)壁74。端子66的底部68包括一個通孔72，其直徑尺寸可接納支柱44的引導(dǎo)端但小于支柱44的底部寬度，從而可適應(yīng)孔72直徑的微小變化。每個側(cè)壁74包括一個伸入腔38的彈性臂78，所述彈性臂是彎曲的，并且其尺寸可接合沿著盤形電池邊緣的電極，而且彈性臂78共同確定一個大致U形的接觸表面。每個壁74有一個定位凸起76，它向外伸出以便與側(cè)支承部50內(nèi)的凹槽52接合。本體68還有第二連接部分，其需尺寸可便其裝在電路板108的通孔110中，例如圖4所示。在最佳實施例中，第一端子66有兩條腿80以便裝在電路板108的相應(yīng)通孔110中。
第二端子包括一個本體86以及第一和第二連接部分92、96，本體86具有從本體的相對側(cè)邊緣向外伸出的保持倒刺88，而連接部分92、96從本體另外的相對端邊緣向外伸出。第一連接部分92有一對在引導(dǎo)端具有接觸表面94的懸臂。而第二連接部分適于裝在電路板108的通孔110中。在最佳實施例中，本體84還有多個凸片90，它們從接近第二連接部分96的本體邊緣伸出并向下彎曲，以便與端子接納槽54的外緣接合，如圖2所示。接觸部分94適于接觸電池102(未畫出)的負極106。
通過將支柱44插入端子66的底部孔72中，第一端子66被裝在連接器盒22上?？?2被置于支柱44的引導(dǎo)端上，而且當端子66沿著支柱向下移動時，孔72的后邊緣從肋46上刮下絕緣材料，從而用塑料充滿孔72并將第一端子66可靠地固定在電池連接器20中。當?shù)谝欢俗?6被固定在其最終位置時，從肋46刮下的材料被迫進入凹槽48。肋46能適應(yīng)孔76的直徑變化，因而能補償制造公差。第一端子接納槽側(cè)壁50的凹槽52接納和接合定位凸起76，支柱44的面對腔的邊緣45被用作一個參考基準，以便保證第一端子66在腔38中適當定位。彈性臂78形成一個角度，以便提供足夠的彈性力，從而保證電池102牢固地貼緊第二對側(cè)壁34的內(nèi)表面。第二端子84被放置在凹槽56中，它的倒刺88伸入槽58，凸片90延伸到第二端子接納槽54的邊緣上，而第二連接部分96從此處向下伸出。
現(xiàn)在參見圖6和7，電池102借助于保持凸緣32、36牢固地保持在連接器盒22的腔38之中，所述保持凸緣延伸到電池102頂面的一些部分上。電池102可通過下述方式從盒22中取出，向外彎曲成對側(cè)壁34中的至少一個側(cè)壁，使凸緣36從電池頂面移開，因而電池能從盒22中取出，并且用此法也能將電池卡在其中。托腳62使連接器20在線路板108上方隔開一個被選定的距離，并且提供間隙，以便側(cè)壁34朝線路板108向下彎曲一個足夠的距離，以致使凸緣36不再接合在電池102的頂面上，如圖7所示。
第一和第二端子66、84能用連續(xù)的金屬帶沖壓制成，并且在附加到一個運輸器帶上進行加工處理，因而便于后繼的電鍍和自動組裝作業(yè)。適用于本發(fā)明端子的材料包括例如磷青銅等銅合金。端子的板連接部分可以是焊接尾部或者是具有柔性部分的腿。
本發(fā)明的盒22用一種高溫熱塑塑料模制成，這種塑料適于承受在本技術(shù)領(lǐng)域已知的將連接件焊接到電路板上的有關(guān)溫度。所述盒22用傳統(tǒng)模子中模制成形。
圖9和10公開一個本發(fā)明替換實施例120，其中，盒122的第一端子槽140包括一個具有前、后表面145、149的矩形支柱144。第一端子166的本體168包括一個具有對置的前后邊緣173、177和對置的側(cè)面179的矩形孔172。前邊緣173有至少一個伸入孔172的端子定位倒刺175，它迫使第一端子孔172的后邊緣177緊靠支柱144的后表面149，以便把端子166精確地定位在連接器120中。第一端子166的側(cè)壁174進一步包括多個保持倒刺176，它們伸入支柱接納區(qū)，并且在端子166移入端子接納槽140時刮削支柱144，從而將端子166可靠地保持在應(yīng)有位置而且其焊接尾部也處于正確位置。此外，倒刺176還迫使端子166的側(cè)壁貼緊槽140的側(cè)壁，從而保證端子側(cè)壁174大體鉛垂地保持在槽140中，并且端子166的彈性臂178處于與電池接合的應(yīng)有位置。
本發(fā)明提供了一種用于盤形電池的電池連接器，它能安裝在水平定位的板上而且制造成本低廉。此外，電池端子與盒內(nèi)結(jié)構(gòu)配合，因此不需要額外制造步驟如加樁等就能可靠地保持在應(yīng)有位置。另外，本發(fā)明連接器還進一步提供一個備用電池，它在平行電路板之間只需要一個最小的間隔量。
權(quán)利要求
1．一種電池連接器(20)，它包括一個具有底座(24)的絕緣盒(22)以及第一和第二端子(66,166,84)，所述底座(24)帶有從它的第一主表面(26)向上伸出并其尺寸可在其間接納盤形電池(102)的第一和第二對側(cè)壁(30,34)；所述第一和第二端子被安置在相應(yīng)的第一和第二端子接納槽(40,54)中，所述接納槽(40,54)分別位于在第一和第二對側(cè)壁(30,34)之間；每個所述側(cè)壁包括向內(nèi)的保持凸緣(32,36)，所述凸緣與底座(24)平行并在底座(24)上方隔開，其尺寸使之可與電池(102)上表面的一個相應(yīng)部分接合并在該部分上延伸，以便將所述電池(102)固定在所述盒(22)中；所述連接器(20)其特征在于所述底座(24)包括多個從一個下主表面(28)伸出的板托腳(62)，所述托腳(62)具有足夠的長度，以便允許所述連接器底座(24)的一些部分可朝電路板(108)向下彎曲足夠的距離，從而使所述成對側(cè)壁中的一個側(cè)壁的保持凸緣(36)向外移動以便電池(102)從所述連接器(20)中脫開。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電池連接器(20)，其中，所述第一端子(66)包括一對彈性臂(78)，所述彈性臂的形狀和尺寸使其圍繞所述電池(102)的邊緣部分。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的電池連接器(20)，其中，所述第一端子(66)包括一個具有通孔(72)的本體(68)，而所述第一端子槽(40)包括具有引導(dǎo)端和底部(42)的端子定位支柱(44)，所述引導(dǎo)端的尺寸使其可被接納在所述孔(72)之中，而所述底部(42)的寬度大于所述孔(72)的直徑，以便當所述第一端子(66)被放置在所述支柱(44)上時，所述孔(72)的邊緣從所述底部(42)刮下一些材料，從而保證所述第一端子(66)可靠地保持在所述支柱(44)上。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的電池連接器(120)，其中，所述第一端子(166)包括具有矩形通孔(172)的本體(168)和至少一個沿著其前邊緣(173)伸入所述通孔(172)的定位倒刺(175)，所述第一端子槽(140)包括矩形端子定位支柱(144)，所述支柱(144)的尺寸使其可被接納在所述通孔(172)中，以便當所述端子(166)在所述支柱(144)上移動時，所述至少一個定位倒刺(173)使所述通孔(172)的一個后邊緣(177)緊靠所述支柱(144)的一個后壁(149)定位。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的電池連接器(120)，其中，所述第一端子(166)的側(cè)壁(174)包括伸入所述端子(166)的支柱接納區(qū)域的保持倒刺(176)，并且在所述端子(166)在所述支柱(144)上移動時所述保持倒刺(176)刮削所述支柱(144)的側(cè)壁(179)。
全文摘要
一種盤形電池(102)連接器(20),它包括一個盒(22),盒上帶有一個電池容腔(38)、第一和第二對側(cè)壁(30,34)以及用來接納相應(yīng)端子(66,84)的第一和第二端子接納槽(40,54),所述端子接納槽分別設(shè)置在第一和第二對側(cè)壁(30,34)之間。每個側(cè)壁分別包括一個向內(nèi)的保持凸緣(32,36),它們用來將電池(102)固定在盒(22)內(nèi)。底座(24)包括多個足夠長度的板托腳(62),以便允許連接器底座(24)的一些部分朝電路板(108)向下彎曲足夠的距離,從而使一個側(cè)壁的保持凸緣(36)向外移動,將電池(102)從所述連接器(20)中脫開。
文檔編號H05K3/30GK1235702SQ97199286
公開日1999年11月17日 申請日期1997年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月31日
發(fā)明者R·H·弗蘭茨, A·D·巴爾塔瑟爾, 小J·T·拉金 申請人:惠特克公司