CN1201445C

CN1201445C - 印刷电路板安装的开关

Info

Publication number: CN1201445C
Application number: CN00104737.XA
Authority: CN
Inventors: D·安德鲁斯; P·乔丹; I·格雷
Original assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Current assignee: ITT Manufacturing Enterprises LLC
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 2000-03-24
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2020-03-24
Also published as: US6439906B1; CN1271191A

Abstract

一种安装在印刷电路板上的开关，包括一个在其一面中有一孔(26)的座架(20)与第一和第二触头(12，14)，这些触头包括连接到印刷电路板用的部分(12a，14a)。一个可移动的连接梁(18a)延伸在第一和第二触头之间，该连接梁可以被推压到使两个触头产生电接触的位置。一个接触部分(19)位于座架孔(26)处，它包括一个延伸通过孔(26)的凸出部，配置成当压力施加在孔内的接触部分(19)上时能移动连接梁(18a)，从而断开第一和第二触头之间的电接触。在开关的正常状态下，该凸出部可以密封孔(26)。

Description

印刷电路板安装的开关

技术领域

本发明涉及安装在印刷电路板上的开关，尤其但并非仅仅涉及设计成射频信号用的同轴连接器的开关。

背景技术

众所周知，同轴连接器用于将同轴电缆连接到电气设备上。例如，GB 2307113描述一种同轴连接器，能将外天线连接到移动电话上。该连接器有效地包括一个具有第一和第二触头的开关，这些触头包括连接到印刷电路板上的部分。一个可以移动的连接梁延伸在第一和第二触头之间，该连接梁可以被推压到一个使两个触头产生电接触的位置。一个触头联接在接收和发射电路上，另一触头连接在内天线上。该连接器包括一个座架，该座架在其一面有一个孔，该孔为连接梁接触部分的入口。由同轴插头连接器施加到连接梁接触部分上的压力能移动该连接梁，从而断开发射和接收电路与内天线之间的电接触，并代之以将外天线联接到该发射和接收电路上。

与外天线联接的同轴连接器插头有一个凸出部分，可以进入座架的孔而与连接梁接触，使该连接梁可以由于插入同轴插头连接器而移动。

已知开关设计中产生的一个问题是，灰尘可以进入该孔而降低连接梁形成的电接触的质量。其次，因为开关是印刷电路板安装的，它必须设置在器件(如移动电话)的外壳中的凹口内。因此，同轴插头连接器必须做成具有伸出的插头部分，以便插入引向开关的凹口中。该伸出的插头部分有一个内凸出触头，该触头易于损伤，也可以造成损伤，例如对使用人的衣服造成损伤。

发明内容

根据本发明，提供一种安装在印刷电路板上的开关，该开关包括：

一种用于安装在印刷电路板上的开关，包括：

一个座架，在其一面上有一个孔；

第一和第二触头，包括连接到印刷电路板的部分；

一个可以移动的连接梁，在第一和第二触头之间延伸，该连接梁包括第一和第二触头之一的延伸部，该延伸部从一个所述触头越过所述孔之下的区域延伸到所述第一和第二触头之另一个，并且可以偏压到一个使两个触头电接触的位置；以及

一个接触部分，位于座架的孔内并包括一个凸出部，该凸出部通过孔伸出，设置成使施加在孔内接触部分上的压力在所述接触部分的运动方向上移动连接梁，藉此能断开第一和第二触头之间的电接触。

在本发明的开关设计中，设置一个延伸通过该孔的凸出部。以此种方式，当连接梁处于对应于开关正常状态(即不存在外连接器)的位置中时，该凸出部可以部分密封该孔。最好是，该开关能接受一个同轴连接器，以便将压力施加到接触部分上。

该同轴连接器的一个第一端子可以连接到该接触部分上，使得当同轴连接器装入到开关中时，第一触头通过连接梁与第一端子产生电接触，而且第一触头与第二触头断开。

该接触部分可以包括连接梁的一部分，以减少部件数目。或者是，该接触部分可以包括一个接触部件，由一个延伸跨过该孔的承载架支承，该接触部件受承载架向着一个与连接梁隔开的位置推压，施加到接触部分上的压力使接触部件与连接梁接触，从而断开第一和第二触头之间的电接触。

后一配置能使接触部分是“冷的”，当同轴连接器移开时不载带信号。这减少了电子多路开关(EMS)问题。

该承载架最好包括一个可以变形的腹板，施加在该接触部分上的压力造成腹板变形。该腹板而后能够对接触部分的所有位置完成密封作用。

本发明的开关能够断开一个内部部件，并能使一个具有同轴连接器的外部部件连接到印刷电路板上的电路中。

该孔可以设置在一个锥形井的底部处。这用作引入同轴连接器的引导表面。其次，该锥形井可以有一个导电表面，用作同轴连接器第二端子的接触面。使用锥形井表面作为同轴连接器的触头能够为插入同轴连接器提供一些方向自由度。

该开关最好由一个形成座架的整体塑料件构成，该整体的一些部分涂有导电涂层，以形成第一和第二触头中的一个或两个。这能使开关用最少数目的部件制成。例如，该开关可以由带有一个形成连接梁的金属插入件的单独塑料部件构成。

该整体的其余部分可以涂有连接到接地电位的导电涂层。例如，座架的外表面可以起电磁屏蔽的作用。

本发明也提供一种包括本发明的开关和一个将压力施加到开关接触部分上用的同轴连接器的同轴连接器装置，而该同轴连接器最好包括一个拱形头，该拱形头有一个形成第一端子的内芯部、一个形成第二端子的外表面及一个在第一和第二端子之间的绝缘部分。该拱形头的径向外表面形成第二端子，它与导电的锥形井在同轴连接器插入开关的一定角度范围内形成电接触。最好是，该拱形头有一光滑的外表面，使得同轴连接器的触头不易损伤。

本发明也提供使用本发明开关的电设备，该开关设置在该设备的整体天线和发射机/接收机电路之间的路径中，并设置成当引入替代天线的同轴连接器时断开该替代天线，由此将替代天线连接到发射机/接收机电路上。该设备可以包括移动电话。

本发明也提供具有本发明的同轴连接器装置的电设备，连接器装置的开关与移动电话联接，而装置的同轴连接器与具有替代天线的对接盖联接。该对接盖可以由连接外天线的汽车电话的保护罩构成。

附图说明

下面参照附图作为例子描述本发明，图中：

图1表示本发明的同轴连接器装置的第一实施例；

图2表示图1装置的各部件的截面图；

图3更详细地表示图1和2的装置的一个部件；

图4表示同轴连接器装置的第二实施例的开关；

图5表示图4开关的另一视图；

图6表示同轴连接器装置的第三实施例的开关；

图7表示使用本发明的同轴连接器装置的移动电话和对接盖。

具体实施方式

图1表示本发明连接器装置的第一实施例。该装置包括一个开关部件10和一个连接插头形式的同轴连接器部件100。开关部件10用于将第一触头12联接到第二触头14上，第二触头14在图1中未示出，它位于第一触头12的对置侧面上。触头12、14组成埋置在绝缘座架16中的金属构件。连接梁18延伸在第一触头12和第二触头14之间。这两个触头和连接梁安装在外座架20中，其表面22设有包括孔26的装入区24。同轴连接器100可以以这样的方式安装到装入区24中，使得移动连接梁18(图1中未示出)，从而断开第一触头12和第二触头14之间的连接。在这样的情况下，第一触头12和同轴连接器100的一个端子之间产生电接触。

开关部件10可以安装在印刷电路板上，特别是，触头12、14被设置成连接在印刷电路板上的电路中。

上述同轴连接器装置的一般操作原理在该技术中是已知的。本发明涉及有关连接梁18的移动的特定配置和同轴连接器100。因而，如图1中所示，设置一个穿过孔26伸出的凸出部19。该凸出部19提供一个点，移动连接梁所需的机械力可以施加到该点上，而当同轴端子插入时，凸出部19对连接梁起电触头的作用。

凸出部19穿过孔26的伸出使其能密封孔26。其次，这能够改进同轴连接器100的设计，这将在下面说明。

图2更详细地表示参照图1描述的装置的各部件，图中使用相同的标号。图2中更详细地表示连接梁18，它延伸在第一触头12和第二触头14之间。该连接梁有效地包括两部分，第一部分18a形成第一触头12而第二部分18b形成第二触头14。这两部分保持就位，方法是将其插入设置在绝缘座架16中的适当槽内，或者可将座架16模制在金属连接梁两部分的周围。两个连接梁部分18a、18b的形状是这样的，使得第一连接梁部分18a弹性地偏压在第二部分18b上。换句话说，第一部分18a中的储存能量往往沿图2中向上方向偏压凸出部分19，从而使开关闭合。

座架20可以由镀有导电涂层的塑料体组成。开关10的装入区24包括一个具有锥形侧壁25的凹口，侧壁25向内向着连接梁18渐薄，侧壁25形成座架20的一部分，从而组成一个导电表面。孔26在侧壁25的底部处形成，在凸出部19和孔26之间设有侧向间隔，这允许连接器100可以有一定程度的侧向偏移。开关10有另一个内部部件30，它也有一个中心孔32，凸出部19可以穿过该孔。凸出部19和孔32之间的间隔要小得多，因此凸出部19几乎密封孔32，以防止灰尘进入座架20内部。这保护了第一和第二连接梁部分18a、18b之间的电接触区。

同轴连接器100包括一个中央内导电芯102、一个与内导电芯同心的绝缘套管104和一个外导电部件106。内芯102和外部件106形成同轴连接器的两个端子。由于有凸出部19，因而不需要像先有技术设计中那样让同轴连接器100的内芯102从连接器的端部表面突出。因此，可以将同轴连接器100设计成具有拱形端面108。这减小了两个端子之类在正常使用中的损坏。其次，可以使弯曲的外导电部件106与侧壁25接合以形成电接触，而不需要连接器100的纵轴线110与入口112的最佳方向完全准直。因此，可以允许有一定范围的角度α，在该角度内，外导电部件106和侧壁25之间以及内芯102和凸出部19之间可以正确地接触。

在图1和2所示装置的使用中，开关10安装在印刷电路板上，而第一和第二触头12、14的面向下的部件12a、14a被焊接在印刷电路板的电路上。或者是，开关10可以用导电胶粘剂粘合在印刷电路板上。

座架20上的导电涂层最好也连接在印刷电路板上的接地电位线上。这种情况下，侧壁25包括接地连接而同轴连接器100的外导电部件106也接地。信号信息由内芯102通过连接梁的第一部分18a载带到第一触头12上。

同轴连接器装置的优选用途是将射频信号引到带有接收和发射电路的印刷电路板上。这样，开关10可以安装在移动电话的印刷电路板上。在这种情况下，第一触头12由印刷电路板联接到接收和发射电路上，而第二触头14联接在移动电话的内天线上。没有同轴连接器100时，开关10将这两个部件联接在一起。但是，在引入连接器100时，内天线从接收和发射电路断开，而代之以将向连接器100提供信号(或接收从连接器100来的信号)的外天线连接在接收和发射电路上。

凸出部19可以用任何适当的工艺形成。例如，它可以用连接梁材料的涂拉部件制成。或者是，连接梁部分18a、18b可以由模制成所要形状的金属部分构成。另一种办法是，凸出部19可以包括一个独立的部件，该部件引入和固定在连接梁中设置的孔内。

图3更详细地表示绝缘座架16，其连接梁部分18a、18b在位置中。第一触头做成第一连接梁部分18a的整体部分，而第二触头14做成第二连接梁部分18b的整体部分。

现在参照图4和5描述本发明的第二实施例。

如图4中所示，该开关也包括第一触头12和第二触头14，它们通过具有凸出部19的连接梁相连接。装入区24也设置在开关10的上表面22中，装入区24包括一个部分锥形的壁25，在其底部形成一个孔26。图4中所示的开关10的这些部件其功能与第一实施例的开关完全相同。

图4中所示的开关10还有一个用于装入固定连接器的孔50。它将参照图5更详细地描述。

图4中所示的开关10的座架20由整体的塑料件构成，该塑料件选择性地电镀，以形成导电区。在图4中，阴影区52代表座架20的没有镀导电涂层的区域。因此，非涂层区52a在第一触头12和座架20的整体之间形成绝缘。第二非导电区52b在第二触头14和座架20的整体之间形成绝缘。座架20的其余部分镀了导电材料，该层也最好连接到印刷电路板的地线上，使得座架20起电磁屏蔽的作用，并提供电磁防护以防止交叉干扰。

图5更详细地表示座架20的构造。在图5中，涂层区用阴影部分表示。这些涂层区形成第一触头12和第二触头14以及连接梁的第二部分18b。因此，图5和6的实施例只需要一个单独的插入金属部件，即连接梁的第一部分18a。这安装在座架20中，以获得所要的偏压，使得第一连接梁部分18a的端部18c接触形成连接梁第二部分18b的涂层区。

座架20表面上的涂层可用选择电镀获得。该选择电镀可以用一种两部件模制工艺获得。用第一可镀塑料模制一个下部结构，其周围再模制一个上部结构，上部结构的塑料不能电镀。而后当开关10受到电镀时，下部结构的暴露区接受电镀而上部结构的暴露区不接受电镀。这种所谓模制互连器件(MID)技术在该技术中是已知的。当然，也可以利用在塑料体的表面上形成导电涂层或电路的其它各种技术，如涂层的选择腐蚀，或涂层的屏蔽沉积。

图4和5的实施例还包括连接内天线信号的另一个孔50。该孔可以配置成装入一个常规的连接器。如图5中所示，孔50由一个用作同轴线的外导电部件的第一触头60构成。该触头60由一个金属环构成，该环被夹在座架20的相应的槽62中，由此与座架20表面上的接地电镀材料接触。设置在开关10主体内部的第二金属部件64形成用于同轴线内芯的电触头。该触头64由一个弹性组件构成，它由座架20保持，从而与开关的另一触头66(也示于图4中)接触。如图4中所示，该另一触头66由于第二非导电区52b而与座架20的主体绝缘。

为了将第一触头12(该触头连接到发射和接收电路上)连接到内天线上，不需要提供外同轴连接器100，而连接梁18由此将第一触头12连接到第二触头14上。内天线信号提供给孔50，而该内天线可以简单地连接到接收和发射电路上，方法是提供一个连接触头14和66用的印刷电路板电路。但是最好是在这两个触头之间提供某种附加的电路。

与图1-3的实施例一样，如果利用外天线，那么一个适当的同轴连接器100被引到接收区24上以偏转连接梁18，由此断开第一触头12和第二触头14之间的电连接。相反，第一触头12通过凸出部19连接到同轴连接器100的中心芯部上。与图4和5的开关一起使用的同轴连接器可以具有在图1和2中所示的同样设计。

现在参照图6描述本发明的第三实施例。在该实施例中，凸出部19的设计不同，并提供了密封孔26用的不同机构。这些不同可以进入在图1至3中表示的设计类型，或进入在图4和5中表示的设计类型。因此，在图6中表示的凸出部19的特定设计并不改变可以实施对印刷电路板的触头的可用方法。

在图6中，与以前实施例相同的部件采用相同的标号。该开关包括一个座架20，它也可以包括一个选择性涂敷导电座架的塑料体。在图6所示的特定实施例中，第一涂敷区70形成对印刷电路板的第一接触区，而第二涂敷区72形成对印刷电路板的第二接触区。座架20的形状做成形成对连接梁18的压配合凹口73，使得连接梁的一端与第一涂敷区70接触。连接梁18的偏压能推动连接梁18压靠接触区72a，后者是第二涂敷区72的一部分。在该实施例中，连接梁18并不装备凸出部19；相反，它形成为独立的接触部件19a。该接触部件19a由延伸横跨孔26的承载架74支承。承载架74为可以变形的腹板形状，如橡胶腹板，它密封在形成座架20一部分的台阶76上。腹板74夹在这些台阶76和另一压配合的保持部件78之间。该保持部件78形成具有导电涂层的侧壁25，或者是部件78本身可以用导电材料制成。部件78的导电表面与第三涂敷区80接触。第三涂敷区80也连接在印刷电路板上的接地等位线上，如以前的实施例所述。

如图6中所示，腹板74的弹性能将其推动到平面位置。部件的尺寸做成在该位置中接触部件19a由图6所示的间隔82与连接梁18隔开。因此，当同轴连接器没有插入开关时，接触部件19a与任何电信号断开，起“冷”部件的作用。这减少了开关与印刷电路板上其它部件的电磁干扰。

当同轴连接器插入开关的孔26中时，中心连接器接触凸出部19并推动它向下压靠腹板74。各种相对尺寸造成使接触部件19a足够移动而接触连接梁18，并使连接梁18偏移而断开连接梁18和第二涂敷区72之间的电接触。接触部件19a移动受设置在座架20中的孔86内的接触部件19a的圆柱形部分84的配合的导向。腹板74起供接触部件19a的两个位置用的开关的内部和外部之间密封件的作用。

图7示意表示本发明的同轴连接器装置的一种应用。开关10设置在移动电话200的印刷电路板上，而凹孔202设置成用于接触开关10。用作移动电话200的保护罩的对接盖210设有同轴连接器100。当移动电话200与保护罩210分开时，开关10用于将内天线204连接到接收和发射电路上，而当移动电话200装入保护罩210内时，接收和发射电路通过同轴连接器100连接到替代的外天线上。当然，还可以提供附加的连接，以便给移动电话200的电池充电，或者用于给移动电话200输入或从其输出其它信息。

虽然上述构造特别适用于生产用于开关的射频连接器，但本发明的同轴连接器装置也可以应用于各种其它用途，这对于该技术的专业人员是显然的。

Claims

1.一种用于安装在印刷电路板上的开关，包括：

一个座架，在其一面上有一个孔；

第一和第二触头，包括连接到印刷电路板的部分；

2.一种如权利要求1所述的开关，其特征在于，用于装入一个同轴连接器，以便将压力施加到接触部分上。

3.一种如权利要求2所述的开关，其特征在于，该同轴连接器的第一端子用于连接到接触部分，使得当同轴连接器装入开关时，第一触头经连接梁电连接到第一端子上，而第一触头与第二触头断开。

4.一种权利要求1所述的开关，其特征在于，该接触部分包括连接梁的一部分。

5.一种如权利要求1所述的开关，其特征在于，该接触部分包括一个接触部件，由横跨该孔延伸的承载架支承，该接触部件受承载器向某个位置偏压，在该位置中它与连接梁隔开，施加到接触部分上的压力使接触部件与连接梁接触而断开第一和第二触头之间的电接触。

6.一种如权利要求5所述的开关，其特征在于，该承载架包括一个可以变形的腹板，施加在接触部分上的压力导致该腹板变形。

7.一种如权利要求6所述的开关，其特征在于，该腹板在开关的内部和外部之间还形成一个密封件。

8.一种如权利要求1所述的开关，其特征在于，该孔设置在锥形井孔的底部处。

9.一种如权利要求8所述的开关，其特征在于，该锥形井孔有一个导电表面。

10.一种如权利要求9所述的开关，其特征在于，该同轴连接器的第二端子用于连接到该导电表面上。

11.一种如上述任何权利要求所述的开关，其特征在于，包括一个界定该座架的整体塑料件，该整体的一些部分涂有导电涂层，以形成第一和第二触头中之一或两者。

12.一种如权利要求11所述的开关，其特征在于，该整体的另一些部分涂有导电涂层，以便连接到接地电位上。

13.一种同轴连接器装置，其包括：

用于安装在印刷电路板上的开关，其中所述开关包括：

一个座架，在其一面上有一个孔；

第一和第二触头，包括连接到印刷电路板的部分；

一个接触部分，位于座架的孔内并包括一个凸出部，该凸出部通过孔伸出，设置成使施加在孔内接触部分上的压力在所述接触部分的运动方向上移动连接梁，藉此能断开第一和第二触头之间的电接触；和

一个将压力施加到所述接触部分上用的同轴连接器，其中，该同轴连接器包括一个拱形头，该拱形头有一个界定第一端子的内芯部、一个界定第二端子的外表面及一个在第一和第二端子之间的绝缘部分。

14.一种如权利要求13中所述的同轴连接器装置，其特征在于，该拱形头有一个平滑的外表面。

15.一种电气设备，其具有用于安装在印刷电路板上的开关、其中所述的开关包括：

一个座架，在其一面上有一个孔；

第一和第二触头，包括连接到印刷电路板的部分；

一个接触部分，位于座架的孔内并包括一个凸出部，该凸出部通过孔伸出，设置成使施加在孔内接触部分上的压力在所述接触部分的运动方向上移动连接梁，藉此能断开第一和第二触头之间的电接触；

该开关设置在该设备的整体天线和发射机/接收机电路之间的路径中，并设置成当引入替代天线的同轴连接器时断开该整体天线，并由此将替代天线连接到发射机/接收机电路上。

16.如权利要求15中所述的电气设备，其特征在于，包括一个移动电话。

17.具有一同轴连接器装置的电气设备，所述同轴连接器装置包括：

用于安装在印刷电路板上的开关，其中所述开关包括：

一个座架，在其一面上有一个孔；

第一和第二触头，包括连接到印刷电路板的部分；

一个将压力施加到所述接触部分上用的同轴连接器，其中，该同轴连接器包括一个拱形头，该拱形头有一个界定第一端子的内芯部、一个界定第二端子的外表面及一个在第一和第二端子之间的绝缘部分；

该开关设置在该设备的整体天线和发射机/接收机电路之间的路径中，该同轴连接器包括一个替代天线的连接器，该开关设置成当引入替代天线的同轴连接器时断开该整体天线，并由此将替代天线连接到发射机/接收机电路上。

18.如权利要求17中所述的电气设备，其特征在于，包括一个设有开关和对接盖的移动电话，该对接盖设有供与其联接的替代天线用的同轴连接器。