CN102761000A - 具有保持***件的电连接器和插座组件 - Google Patents

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J·C·希弗勒
M·A·哈登
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  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

一种电连接器(118)，包括具有配合面和装载面(144，146)以及配合轴线(191)的连接器壳体(124)。连接器壳体具有彼此相对的内壁(132，134)，该内壁之间具有触头空腔(125)。触头空腔可通过配合面以及装载面进入。保持***件(126)穿过装载面前进并位于触头空腔内。保持***件具有接合表面(152)。第一和第二排配合触头(128，130)由保持***件分隔开。触头空腔具有部件接纳区域(120)，其存在于第一和第二排配合触头之间并可通过配合面(144)进入。第一和第二排配合触头被取向为沿着配合轴线的长度方向延伸并被保持在接合表面(152)与内壁(132，134)之间。第一和第二排配合触头被配置为当电气部件(102)***到部件接纳区域内时接合该电气部件。

Description

具有保持***件的电连接器和插座组件
技术领域
本发明涉及一种电连接器，其被配置为接纳并通信地接合配合连接器的边缘。
背景技术
各种通信或计算***使用电连接器用于在这些***的不同部件之间传输数据信号。例如，一些电连接器可被配置为接纳电气部件的边缘，并且该电气部件的边缘具有沿着其布置的部件触头。电连接器可包括具有相对排的配合触头的壳体空腔。当该边缘前进到该电连接器的壳体空腔内时，该边缘在该相对排的配合触头之间移动。该部件触头电气地接合该壳体空腔内的配合触头。
如上描述的那些电连接器可通过模制具有孔的壳体并然后将配合触头***相应的孔中进行制造。可替换地，该壳体可直接环绕这些排的配合触头进行模制，从而使得每个配合触头通过围绕该配合触头的模制材料被保持到位。然而，这样的电连接器也具有局限性。例如，具有使配合触头易于变形的形状和尺寸的配合触头在被***到该孔中时会无意中弯曲。进一步的，将壳体模制在配合触头周围相对于其他制造方法而言是较为昂贵的。在某些情况下，上面的制造方法会限制生产者设计具有改善性能电连接器的能力。
因此，需要一种电连接器，其能够以经济的方式进行制造，同时防止损坏电连接器中的配合触头。
发明内容
根据本发明，电连接器包括一连接器壳体，该连接器壳体具有相对的配合面和装载面以及在二者之间延伸的配合轴线。该连接器壳体具有彼此相面对的内壁，在这两个内壁之间具有触头空腔。该触头空腔可通过该配合面和该装载面进入。保持***件穿过该装载面前进并位于该触头空腔内。该保持***件具有接合表面。第一和第二排配合触头被保持***件分开。该触头空腔具有部件接纳区域，其存在于该第一和第二排配合触头之间并可通过该配合面进入。该第一和第二排配合触头被取向为沿着该配合轴线的长度方向延伸，并被保持在该接合表面与该内壁之间。当电气部件***到该部件接纳区域内时，该第一和第二排配合触头被配置为接合该电气部件。
附图说明
图1是根据一个实施例形成的通信***的透视图；
图2是根据一个实施例形成的电连接器以及可用于图1的通信***的配合连接器的透视图；
图3是图2的电连接器的分解视图；
图4示出了图2的电连接器的剖面视图；
图5是示出了图2的电连接器的各个特征的放大剖面视图；
图6示出了可用于图2的电连接器的触头通道的底部部分；
图7示出了可用于图2的电连接器的触头通道的端部部分；
图8示出了可用于图2的电连接器的触头通道的夹紧元件；
图9是根据另一个实施例形成的电连接器的底部分解视图；
图10是图9的电连接器的透视图，其示出了***到连接器壳体之前的触头子组件；
图11是示出了图9的电连接器的各个特征的放大剖面视图。
具体实施方式
图1是根据一个实施例形成的通信***100的透视图，其包括电连接器118和配合连接器122，以及图2是电连接器118和配合连接器122的透视图。通信***100可包括电气部件102(图1)以及插座组件104(图1)，其中，该电气部件102包括配合连接器122，该插座组件104包括电连接器118并被配置为通信地接合电气部件102。如图所示，通信***100和电连接器118以及配合连接器122相对于相互垂直的轴线191-193取向，这三个轴线为配合轴线191、纵向轴线192、以及取向轴线193。电气部件102包括第一排部件触头108(图1)和第二排部件触头112(图2)。第一和第二排部件触头108、112可沿着纵向轴线192彼此平行地设置。第一和第二排部件触头108、112可沿着取向轴线193面向相反的方向。
如图1所示，插座组件104可包括具有板表面116的电路板114，该板表面具有多个电触头(未示出)。电触头可以是例如触头焊盘或电镀通孔。电连接器118被配置为安装到板表面116。如图2所示，电连接器118具有被配置为接纳电气部件102的部件接纳区域120。更具体地，部件接纳区域120被配置为接纳配合连接器122的配合端或边缘106，该配合端或边缘具有沿着其布置的部件触头108、112。在配合操作过程中，第一和第二排部件触头108、112沿着配合轴线191在配合方向上前进到部件接纳区域120中。部件触头108、112被配置为电气地接合电连接器118的相应配合触头128、130(如图3所示)，从而通信地耦接电路板114和电气部件102。
电气部件102可以是例如固态驱动器，以及电连接器118可被配置为通信地耦接到该固态驱动器。然而，在可替换实施例中，电连接器118可以是接纳和保持电路板的边缘到边缘型连接器或跨接安装型连接器。在示出的实施例中，电连接器118是垂直连接器，因为电连接器118的部件接纳区域120从板表面116向外开口。然而，在可替换实施例中，电连接器118可以是直角连接器，其中该部件接纳区域120在平行于板表面116的平面的方向上开口。电连接器118也可具有其它几何形状。
在一些实施例中，电连接器118被配置为传输高速数据信号，如超过大约10吉比特/秒(Gbs)的数据信号或超过大约15Gbs的数据信号。在特定的实施例中，电连接器118被配置为传输速度在20Gbs以上以及高达大约24Gbs或更高的数据信号。
图3是根据一个实施例形成的电连接器118的分解视图。如图所示，电连接器118可包括连接器壳体124、保持***件126、以及多个配合触头128、130。连接器壳体124可具有互相面对的内壁132、134和在它们之间的触头空腔125。当电连接器118完全组装好时，配合触头128、130和保持***件126位于触头空腔125内。触头空腔125包括部件接纳区域120。配合触头128可设置在第一排，而配合触头130可设置在与第一排相对的第二排。当电连接器118完全组装好时，第一排和第二排配合触头128、130保持在触头空腔125内的连接器壳体124和保持***件126之间。例如第一排配合触头128可位于内壁134的触头通道206中，并保持在保持***件126和内壁134之间。第二排配合触头130可位于内壁132的触头通道204中，并保持在保持***件126和内壁132之间。当电连接器118组装好时，部件接纳区域120存在于第一和第二排配合触头128、130之间。
在示出的实施例中，连接器壳体124能够在保持***件126位于触头空腔125内之前独立地保持配合触头128、130。然而，在可替换实施例中，保持***件126能够在该保持***件126位于连接器壳体124内之前独立地保持配合触头128、130。在另一个可替换实施例中，连接器壳体124或者保持***件126都不能够独立地保持配合触头128、130。
连接器壳体124可具有相对的壳体侧部136、138，它们沿着包括配合轴线191和纵向轴线192的平面延伸。壳体侧部136、138沿取向轴线193面向通常相反的方向。连接器壳体124也可具有相对的侧壁140、142，它们沿着包括配合轴线191和取向轴线193的平面延伸。侧壁140、142可沿纵向轴线192面向通常相反的方向。在示出的实施例中，连接器壳体124实质上是块状的。然而，在可替换实施例中，连接器壳体124可具有其他的几何形状。
还如图所示，连接器壳体124可具有相对的配合面144和装载面146。配合轴线191在该配合面144和装载面146之间延伸，并且该配合面144和装载面146沿着配合轴线191面向通常相反的方向。装载面146被配置为安装到电气部件，如电路板114(图1)。装载面146可安装到板表面116(图1)。在可替换实施例中，例如当电连接器118为直角连接器时，配合面144和装载面146可不面向通常相反的方向，但是可面向基本上彼此相互垂直的方向。
连接器壳体124可包括一个或多个对准特征，如空腔、凹陷、边缘、柱等，它们可便于将连接器壳体124与两个电气部件(如电气部件102和电路板114)之一或二者对准。这样的对准特征可被配置为接合其他电气部件的相应对准特征。例如，连接器壳体124可限定一个或多个靠近部件接纳区域120的空间区域148、150。在示出的实施例中，触头空腔125包括部件接纳区域120和空间区域148、150，从而使得部件接纳区域120和空间区域148、150为部分的共用空间。然而，在可替换实施例中，部件接纳区域120可与空间区域148、150分隔开。空间区域148、150的尺寸和形状被配置为接纳电气部件102的相应对准特征。
还是如图3所示，装载面146可包括一个或多个柱154，它们被配置为***到电路板114的孔(未示出)中从而适当地对准电连接器118。在可替换实施例中，连接器壳体124可包括从配合面144向外延伸以被电气部件102的相应空间区域接纳的柱或其他凸起结构。进一步的，在可替换实施例中，装载面146可包括空间区域，其大小和形状被配置为接纳连接到电路板114的柱。
触头空腔125可通过配合面144以及也可通过装载面146而进入。例如，配合触头128、130以及保持***件126被配置为通过装载面146而***到触头空腔125中。在示出的实施例中，触头空腔125完全地或整体地被连接器壳体124包围，并沿着配合轴线191在相反方向上开口。例如，壳体侧部136、138和侧壁140、142完全地包围触头空腔125。然而，在可替换实施例中，连接器壳体124可仅包围触头空腔125的一部分。例如，连接器壳体124可仅包括壳体侧部136、138以及侧壁140。在示出的实施例中，在侧壁142所在处可存在间隙。替代的是，保持***件126的尺寸和形状被配置为填充于该间隙。
保持***件126的尺寸和形状被配置为穿过装载面146前进并位于触头空腔125内。当位于连接器壳体124内时，保持***件126沿着纵向轴线192的长度方向延伸。如图所示，保持***件126包括接合表面152。在示出的实施例中，接合表面152直接地接合配合触头128、130并与连接器壳体124连接，其可包括或不包括直接接触。
如图所示，保持***件126可包括平台部分156和空腔部分158。接合表面152可沿着该平台与空腔部分156、158两者延伸。平台部分156可具有***侧160，其相对于接合表面152面对相反的方向。当保持***件126位于触头空腔125内时，***侧160可形成装载面146的一部分。平台部分156可包括由空腔部分158分隔开的肩部部分162、163。肩部部分162、163可在沿配合轴线191的方向上面对着配合面144。肩部部分162、163的至少一部分可沿着实质上垂直于配合轴线191的平面延伸。由此，保持***件126可实质上为T形。还如图所示，空腔部分158可沿着平台部分156延伸并包括多个凹陷166。
图4示出了电连接器118的剖面图，其示出了其中的触头空腔125的一部分以及各个特征。尽管图4仅示出了示例性的触头空腔125的一半，但是相对的另一半可包括类似的特征。如图所示，内壁132可被成形为限定出多个触头通道204。触头通道204可沿着平行于纵向轴线192的内壁132的长度分布。触头通道204平行于配合轴线191延伸。相邻的触头通道204可彼此分隔开一中心线间距S1。还如图所示，连接器壳体124可包括桥状支撑件208，其在内壁134(图3)和内壁132之间平行于取向轴线193延伸。桥状支撑件208机械地连接内壁132、134，并被配置为防止当保持***件126在第一和第二排配合触头128(图3)、130之间运动时内壁132、134分隔开。如图所示，桥状支撑件208沿着内壁132的长度方向彼此分隔开来。
当电连接器118被组装时，配合触头130***到对应的触头通道204中。当位于触头通道204中时，配合触头130形成第一排。在示出的实施例中，配合触头130穿过装载面146而***，但是，在其他实施例中可穿过配合面144而***。配合触头130可由连接器壳体124保持在触头通道204内。例如，连接器壳体124可与每个配合触头130形成干涉配合。在示例性的实施例中，在配合触头130位于对应的触头通道204内之后，保持***件126可沿着配合轴线191前进穿过装载面146。凹陷166被配置为当保持***件126在其内运动时接纳桥状支撑件208。桥状支撑件208和保持***件126可形成实质上齐平的表面。
图5是电连接器118的放大剖面图。图5的放大剖面图示出了连接器壳体124和第一和第二排配合触头128、130(图3)。配合触头130、128分别位于对应的触头通道204、206中。当保持***件126穿过装载面146进入触头空腔125内时，保持***件126会接合配合触头130、128。配合触头130、128可通过保持***件126的接合表面152而压靠连接器壳体124的内壁132、134(图3)。在一些实施例中，配合触头130、128共同地将保持***件126保持在触头空腔125内，并且保持***件126不接触连接器壳体124的任何部分。保持***件126和连接器壳体124可分别沿着配合触头128、130的对应干涉部分214将配合触头128、130保持在它们之间。(仅示出了相对于配合触头128的干涉部分214，但是配合触头130也可包括干涉部分214。)
接合表面152可在平行于配合轴线191的方向上通常面朝配合面144。接合表面152和配合触头128、130可具有互补的外形，从而使得配合触头128、130的对应路径基本横靠着接合表面152延伸。在这些实施例中，接合表面152的形状可被配置为当电气部件102(图1)接合配合触头128、130时抵抗配合触头128、130在配合方向上的运动。
如图5所示，配合触头128的干涉部分214沿着配合触头128从点A1延伸到点B1。干涉部分214包括直接地接合连接器壳体124和保持***件126的配合触头128的一个或多个部分。例如，接合表面152的肩部部分162可直接地接合配合触头128。连接器壳体124可具有直接接合配合触头128的壳体接触表面216。壳体接触表面216和肩部部分162可直接地彼此面对，并使得配合触头128挤压在两者之间。除了上面的例子，连接器壳体124和/或保持***件126可沿着干涉部分214在其它的部分处直接地接合配合触头128。
配合触头128、130还可分别包括触头尾部254、256。触头尾部254、256被配置为耦接到电路板114(图1)的对应电触头(未示出)。例如，触头尾部254、256可焊接到触头焊盘或***电镀通孔中。此外，配合触头128、130可分别包括可动梁220、222。可动梁220可大约从点B1延伸到配合触头128的远端224。可动梁222可大约从点B2延伸到配合触头130的远端226。配合触头128、130可分别具有配合特征228、230，它们分别靠近远端224、226。可动梁220、222代表当配合触头128、130接合电气部件102时配合触头128、130运动的那些部分。例如，当配合连接器122(图1)的边缘106(图2)进入到触头空腔125内时，可动梁220、222可沿着取向轴线193在各自的方向上彼此远离地偏转。配合特征228、230可沿着电气部件102的对应表面滑动并接合对应的部件触头112。来自偏转的配合触头128、130的偏置力可使配合特征228、230压靠对应的部件触头112，以保持在电连接器118的整个操作中的电连接。
在示出的实施例中，配合触头128、130可由导电板材冲压而成。在特定的实施例中，配合触头128、130的厚度可小于大约0.2mm，以及配合触头128、130的宽度(从一个冲压边缘到另一个冲压边缘测得)可小于大约0.5mm。在一些实施例中，配合触头128、130沿着各自的干涉部分214可具有实质上相同的剖面形状。配合触头128、130还可沿着各自的可动梁220、222直到配合特征228、230均分别地具有实质上相同的剖面形状。
如图5所示，配合触头128的沿着干涉部分214的对应路径可以是非线性的，更具体地，其具有包括一个或多个弯曲的外部形状。例如，干涉部分214可包括至少一个正交段240。正交段240在实质上垂直于配合轴线191以及实质上平行于取向轴线193的方向上延伸。尽管并未示出，但是配合触头130也可包括类似于正交段240的正交段。当电气部件102接合配合触头128、130时，正交段240可便于防止配合触头128、130在配合方向上的运动或位移。
图6和7示出了触头通道204(图3)的不同剖面图。触头通道206(图3)也可具有类似的结构。图6示出了触头通道204的基底部分236，其被配置为使可动梁222(图5)在其中运动，以及图7示出了触头通道204的末端部分238，其被配置为使远端226(图5)在其中运动。在一些实施例中，触头通道204的剖面尺寸可被配置为控制电连接器118的阻抗。仅举例来说，触头通道204的剖面尺寸可被配置为将电连接器118的整体阻抗保持为大约85欧姆或大约100欧姆。例如，可增加介电材料，从而减少配合触头130(图1)周围的空气，或者可减少介电材料，从而增加配合触头130周围的空气。
如图6所示，触头通道204的基底部分236可被限定在相对的通道壁232、234之间。触头通道204的剖面具有通道宽度W1和高度H1。通道宽度W1沿着纵向轴线192(图1)在通道壁232、234之间测得。高度H1沿着取向轴线193(图1)从通道表面242到触头通道204开口进入部件接纳区域120(图2)处的点测得。如图7所示，触头通道204的末端部分238的剖面具有通道宽度W2和高度H2。
在一些实施例中，通道宽度W1和W2可形成为不同的尺寸。例如，通道宽度W2可大于通道宽度W1。沿着触头通道204的基底部分236的通道壁232、234可比沿着末端部分238的通道壁232、234更厚一些。在这些实施例中，通道壁232、234可对配合触头130(图3)提供更好的介电效应，从而减少沿着基底部分236的阻抗。进一步的，在这些实施例中，触头通道204可在配合触头130电接合电气部件102(图1)处的末端部分238处具有更大的气隙，从而增加沿着末端部分238的阻抗。类似地，图8中的触头通道204的剖面可具有大于W1的宽度W3，以便增加阻抗。
图8是在配合触头130(图3)的干涉部分被保持处的触头通道204的剖面图。配合触头128也可通过类似的方式被保持在触头通道206中。如图所示，连接器壳体124(图3)可具有分别从通道壁232、234延伸到触头通道204内的夹紧元件250、252。夹紧元件250、252跨过触头通道206而彼此相对。在特定的实施例中，配合触头130***到触头通道204内，并且在保持***件126(图3)进入到触头空腔125(图3)之前由连接器壳体124所保持。夹紧元件250、252被配置为将配合触头130夹在它们之间。在可替换实施例中，连接器壳体124可具有有效地保持配合触头130的其他结构。例如，连接器壳体124可具有闩锁，或者通道壁232、234之间的通道宽度可被配置为与配合触头130形成干涉配合。
图9是根据另一实施例形成的电连接器300的底部分解视图，以及图10是电连接器300的部分分解透视图。电连接器300可具有与电连接器118(图1)类似的特征。如图所示，电连接器300包括连接器壳体302和触头子组件304、306。如图所示，连接器壳体302具有配合面308(图10)和装载面310(图9)，并包括由隔板316分隔开的壳体空腔312、314。如在图9和10中所示，触头子组件304包括保持***件318以及第一和第二排配合触头320、321。触头子组件306包括保持***件322以及第一和第二排配合触头324、325。在示出的实施例中，保持***件318、322被配置为在保持***件318、322***到壳体空腔312、314之前独立地保持各自的配合触头。
图11是沿着使保持***件322位于其中的触头空腔314的电连接器300的放大剖面图。如图所示，配合触头324包括与配合触头128、130(图3)的相应特征类似的触头尾部340、可动梁344、配合特征346、以及远端348。配合触头325包括与配合触头128、130的相应特征类似的触头尾部350、可动梁354、配合特征356、以及远端358。
保持***件322能够在保持***件322位于连接器壳体302之前保持第一和第二排配合触头324、325。如图所示，保持***件322包括狭槽326、328。类似于保持***件126，保持***件322被配置为便于将配合触头324、325保持在触头空腔314内，并当电气部件(未示出)***到触头空腔314的部件接纳区域330中时防止配合触头324、325产生位移。例如，狭槽326、328的尺寸和形状相对于干涉部分342、352而形成。更具体地，狭槽326、328的形状被配置为与对应的干涉部分342、352形成干涉配合。
配合触头324、325也分别包括干涉部分342、352，它们具有与对应的干涉部分214不同的特征。相对于配合触头324，干涉部分342的对应路径延伸到或者伸出到狭槽326内。干涉部分342包括平行于取向轴线393并实质上垂直于配合轴线391延伸的正交段360。保持***件322包括部分地限定狭槽326的肩部部分362。肩部部分362直接地接合正交段360，从而防止配合触头324在配合方向上产生位移。当触头子组件306***到触头空腔314内时，保持***件322和连接器壳体302可将配合触头324挤压在它们之间。

Claims (10)

1.一种电连接器(118)，包括连接器壳体(124)，该连接器壳体具有相对的配合面和装载面(144，146)以及在两者之间延伸的配合轴线(191)，该连接器壳体具有彼此相对的内壁(132，134)，该彼此相对的内壁之间具有触头空腔(125)，该触头空腔可通过该配合面以及该装载面而进入，该电连接器的特征在于：
穿过该装载面前进并位于该触头空腔内的保持***件(126)，该保持***件具有接合表面(152)，以及由该保持***件分隔开的第一和第二排配合触头(128，130)，该触头空腔具有部件接纳区域(120)，该部件接纳区域存在于该第一和第二排配合触头之间并可通过该配合面(144)而进入，该第一和第二排配合触头被取向为沿着该配合轴线的长度方向延伸并被保持在该接合表面(152)与该内壁(132，134)之间，其中该第一和第二排配合触头被配置为当电气部件(102)***到该部件接纳区域内时接合该电气部件。
2.如权利要求1的电连接器，其中该第一和第二排配合触头(128，130)直接地由该保持***件(126)接合，以及直接地由该各个内壁(132，134)接合。
3.如权利要求1的电连接器，其中该配合触头(128，130)包括干涉部分(214)，该干涉部分与该连接器壳体(124)或该保持***件(126)的至少一个形成干涉配合。
4.如权利要求1的电连接器，其中该保持***件(126)能够在该保持***件位于该连接器壳体(124)内之前独立地保持该第一和第二排配合触头(128，130)。
5.如权利要求1的电连接器，其中该连接器壳体(124)包括多个触头通道(204，206)，该连接器壳体能够在该保持***件(126)位于该连接器壳体内之前独立地将该第一和第二排配合触头(128，130)保持在对应的触头通道内。
6.如权利要求1的电连接器，其中该配合触头(128，130)包括通常垂直于该配合轴线(191)延伸的正交段(240)，该保持***件直接地接合该正交段。
7.如权利要求1的电连接器，其中该保持***件(126)包括被配置为接纳对应的配合触头(324，325)的多个狭槽(326，328)。
8.如权利要求1的电连接器，其中该连接器壳体(124)包括在该内壁(132，134)之间延伸并耦接到该内壁(132，134)的桥状支撑件(208)。
9.如权利要求8的电连接器，其中该保持***件(126)具有其尺寸和形状被配置为接纳该桥状支撑件(208)的凹陷(166)。
10.如权利要求1的电连接器，其中该连接器壳体(124)提供被配置为将该第一和第二排配合触头(128，130)接纳于其内的触头通道(204，206)，该触头通道具有为第一通道宽度的基底部分(236)和为第二通道宽度的末端部分(238)，该末端部分比该基底部分更加靠近该配合面(146)，该第二通道宽度的尺寸大于该第一通道宽度。
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C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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