[实用新型]具有分布应力的安装柱的电插座

说明书

广泛地说本发明与电插座有关，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。