CN1241296C - 可在多个方向上连接的电连接器 - Google Patents

Abstract

一种连接***，包括：其中具有一种触头的布置的第一连接器和可以同所述第一连接器相配合的第二连接器，该第二连接器具有一种触头的布置。第二连接器可以在多个方向上同第一连接器相配合。一种电连接器，包括：一个绝缘外壳和在所述绝缘外壳中的多个触头。该连接器具有四个象限，每个象限在一个方向上容纳一些触头。每个象限具有与其他象限不同的方向。

Description

可在多个方向上连接的电连接器

按照35 U.S.C §119(e)，本申请要求1999年1月28日提交的No.60/117,957临时专利申请的权利，在此通过参照来进行结合。

技术领域

本发明涉及电连接器。特别是，本发明涉及高速电连接器。

背景技术

现有的高速连接器一般只允许在一个方向上同一个对应的连接器相连接。限制高速连接器的连接能力的一个原因是连接器的形状。多数高速连接器具有矩形的形状。换句话说，高速连接器的触头行数与触头列数不相等。这样，连接器只有当一个连接器的行与对应的连接器的行对准时才能进行连接。

限制高速连接器的连接能力的另一个原因是信号和接地触头的布置。典型地，信号和接地触头的方向在跨越连接器的长度上保持相同。高速连接器的该“极化”有助于控制连接器的电特性。因此，这些连接器只能在一个特定的方向上进行连接。

当提供高速相互连接时，这些“极化”的连接器呈现出不平衡的接触力。每个触头在一般具有由其他的触头产生的相同方向的力的连接器中产生力。例如，该不平衡的力会影响电路板上的通孔中的焊料点的质量，增加***力，或者缩短连接器的使用寿命。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的高速电连接器，该电连接器能在多个方向上匹配以形成一个高速电连接***。

本发明的这些和其他的目的可以通过一种连接***而在本发明的一种方案中实现，其包括：一个第一连接器，该第一连接器确定了四个第一连接器的象限；四个第一连接器触头，每个第一连接器触头位于所述第一连接器的象限的一个中；一个第二连接器，该第二连接器确定了四个第二连接器的象限；第二连接器触头，每个第二连接器触头位于所述第二连接器象限的一个中；其中，位于四个第一连接器象限的一个中的第一连接器触头的方向不同于三个其余第一连接器触头的两个的方向；位于四个第二连接器象限的一个中的第二连接器触头的方向不同于三个其余第二连接器触头的两个的方向；所述的第一连接器和第二连接器可在多于两个的方向上相互配合。

一种连接***，包括：一个第一连接器，其中具有一第一触头布置，至少所述第一触头布置的两个具有L型横截面；一个第二连接器，其中具有一第二触头布置；至少所述第二触头布置的两个具有L型横截面并定位成能与所述的第一触头布置的一个配合，其中在上述至少一个第一和第二连接器中的L形触头的每个均位于四个象限的一个中，在所述四个象限的一个象限中的每个所述L型触头的方向不同于其它所述象限中的L型触头的方向，和所述的第一连接器和第二连接器可在多于两个的方向上相互配合。

其中，在所述第一连接器中的所述触头布置是相对于所述四个第一连接器象限的虚拟交点(C)对称的。

其中，所述第一连接器触头包括信号触头和接地触头。

其中，位于四个第一连接器象限的一个象限中的所述第一触头布置相对于在相邻的一个所述第一连接器象限中的所述触头旋转90°。

其中，所述四个第一连接器触头还包括一个匹配的信号触头和一个匹配的接地触头，以形成一个触头对。

其中，所述触头对的所述匹配的信号触头或接地触头具有与上述第一触头布置相对应的一个相同的方向。

其中，所述触头对的所述匹配的信号触头或接地触头具有与上述第一触头布置相对应的一个相反的方向。

一种电连接器，包括：一个绝缘外壳，该绝缘外壳确定四个外壳象限；和在所述绝缘外壳中的多个触头；其中，所述四个外壳象限的每个象限容纳所述多个触头的至少一个，定位在所述四个外壳象限的每个中的每个触头具有与其它所述四个外壳象限的任何一个中的所述任何触头不同的方向。

附图说明

本发明的这些和其他的目的、优点及特征将通过结合附图对本发明的实施例的描述而得到进一步说明。在这些附图中：

图1a和1b是使用中的本发明的不同的透视图；

图1c～1f是具有一个头部的插座的四个可能的不同连接位置的示意图；

图2a和2b是本发明的第一部分的透视图；

图3a和3b是本发明的第二部分的不同的透视图；

图4a是本发明的第二部分的一个子组件的透视图；

图4b和4c是图4a所示的本发明的第二部分的子组件的分解透视图；

图5是图3a和3b所示的本发明的第二部分的触头布置的示意图；

图6是本发明的第二部分的另一种触头布置的示意图；

图7是第二部分的又一种触头布置的示意图；

图8是包括本发明特征的插座连接器的另一个实施例的透视图；

图9是图8所示的插座连接器的分解透视图；

图10是图9所示的一个触头模块的分解透视图；

图11是图10所示的接地触头的一端的局部放大透视图。

具体实施方式

一般地说，本发明用于两个或多个电气或者电子部件例如印刷电路板基板在多个方向上的相互连接。如图1a和1b所示的那样，连接***10能够把子板202，204固定到底板即母板200上。在另一实施例中，该连接***能够把多于或者少于两个的子板连接到母板上，并且，这个(这些)子板能够仅位于母板的一侧。子板202，204能够在多个方向上固定到母板200上。虽然图1a和1b表示了子板202在水平方向上，而子板204在垂直方向上，但连接***10的适应性允许每个子板202，204至少在四个方向上固定到母板200上。连接***10的更详细的讨论如下：

连接***10包括至少两个连接器，例如一个头部11和一个插座13。在该实施例中，插座13是一个直角插座。但是，在另一个实施例中，可以设置任何合适的插座，例如，当板200和202和/或204将要被相互平行连接时。另外，在另一个实施例中，头部11可以位于子板上，并且插座可以位于母板上。头部11和插座13可以使用公知的技术固定到子板202，204或者母板200上，其理由没有进一步讨论。最好，连接***10使用一个单一端接布置，用于在子板202，204与母板200之间传输信号。在该实施例中，每个***10包括四个头部11和两个插座13。但是，在另一个实施例中，可以设置多个或者少于四个头部，并且可以设置多于或者少于两个插座。参照图1c～1f，头部11和插座13可以在四个方向上相互连接，该四个方向依次相隔90°。侧边206，208，210，214可以在所示的四个位置上位于侧边214-216上。当使用多个连接器时，如图1a所示的那样，一些可以左侧空闲或不连接。连接器11，13也可以被布置成把子板202和/或204在多于或者少于四个方向上安装到母板200上。

图2A和2B表示了安装到母板200之前的一个头部11。头部11包括一个绝缘外壳15。绝缘外壳15包括一个由屏蔽19围绕的基板17。基板17包括孔21，孔21的大小适合于接收信号触头即针23，信号针23从头部11的配合面17a和安装面17b向外伸出。接地触头即针25的阵列和接地罩27围绕每个信号针23的侧面。基板17上的孔29的大小适合于接收接地针25和接地罩27。由于具有信号针23，则接地针25从头部11的配合面17a和安装面17b向外伸出。但是，接地罩27留在基板17内。接地针25和接地罩27直接相互连接起来以便于提供连续性。

下面将参照图3a，3b，4a～4c，5和6来说明一个插座13。几个部件组成插座13，包括一个后壳31，模块33和一个前壳35。但是，在另一个实施例中，可以设置更多或者更少的部件。每个部件都将详细描述。

后壳31通常是一个由侧壁36，37、后壁39和顶壁41组成的开口结构。后壳31的开口内部接收着一系列一个挨一个排列的模块33的后部。插座13使用从侧壁36，37向下伸出的对准柱43而准确地放置在子板202，204上。对准柱43同子板202，204上的对应通孔(未图示)相啮合。

前壳35一般也是一个由配合面45、侧壁47，49、底壁51和顶壁53组成的开口结构。前壳35的开口内部接收着一系列一个挨一个排列的模块33的前部。前壳35分别使用每个外壳上的锁定结构55，57而固定到后壳31上。在模块33置于后壳31内之后，前壳35固定到后壳31上。在装配之后，插座13能够安装到子板202，204上。

前壳35的配合面45包括一排引入线59。引入线59接受来自头部11的信号针23和接地针25。在头部11同插座13相配合之后，插座13的信号和接地触头同头部11的信号针23和接地针25相啮合。该特征将在下面更详细地描述。

模块33容纳插座13的信号和接地触头。如图4a～4c所示的那样，模块33由几个部件组成。模块33包括一个晶片61，信号触头63和接地触头65。但是，在另一个实施例中，可以设置更多的部件，和/或，部件不需要设置成均匀的模块。晶片61可以是一个绝缘材料的块。如图4b所示的那样，晶片61可以由几片61a，61b组成。或者，晶片61可以仅由一片组成。

如图4c所示的那样，晶片61的第一主面67具有一系列通道、沟道或者缝隙68，其中容纳信号触头63和/或接地触头65。当模块33一个挨一个排列时，第一模块33的第一主面67可以同第二相邻模块33的第二主面69相邻。为了一个挨一个地放置模块33，第二主面69可以如图4b所示的那样是无特征的。晶片61的顶面包括一个突起71。如图3A所示的那样，突起71可以在装配期间或者装配之后同后壳31的前边缘相邻。突起71与后壳31的前边缘的相互作用帮助对准后壳31中的模块33。晶片61也可以具有一个隆脊71a。隆脊71a可以位于后壳31中的一个沟道(未图示)中。

信号触头63包括一个用于固定到子板202，204上的安装端部73，一个用于同头11的信号针23相互作用的配合端部75和一个中间部分77。图4a～4c表示了具有压配合尾部的安装端部73，该尾部同子板202，204上的电镀通孔(未图示)相啮合。但是，也可以使用安装端部73的另一种类型的端部。典型地，一个上模制工序把信号触头63埋入晶片61中。但是，也可以使用其他的技术。

配合端部75可以具有双分支触头，以同头部11的信号针23相啮合。如图4b所示的那样，双分支触头的分支79，81一般布置成相互垂直的。在该布置中，分叉同信号针23的相邻表面相啮合。分支79，81把信号针23的***进行偏转。信号针23在***期间沿着分支79，81的移动提供了良好的摩擦作用。另外，通过分支79，81的偏转而加给信号针23的力提供了良好的接触压力或接触法向力。

由于具有信号触头63，接地触头65包括一个用于固定到子板202，204上的安装端部83、一个用于同头部11的接地针25相互作用的配合端部85和一个中间部分87。图4a～4c表示了具有压配合尾部的安装端部83，该尾部同子板202，204上的电镀通孔(未图示)相啮合。但是，也可以使用安装端部83的另一种类型的端部。配合端部85可以具有布置成同头部11的接地针25相啮合的双分支型触头。配合端部85包括一般同第二分支91相垂直的第一分支89。第一分支89的一个较小的表面支撑着接地针25。如上述那样，该分支89提供良好的接触力和摩擦。如图4a～4c所示的那样，第二分支91分叉成一个固定部分93和一个可动部分95。在第二分支91的可动部分95同接地针25的啮合下，可动部分95偏转。由于具有其他的触头，该偏转提供了良好的接触力和摩擦。

由于在模块33中具有接地触头65，模块33中的信号触头63最好不保持相同方向贯穿模块33。进而，在一个模块33中，信号触头63和接地触头65最好不具有与所有其他模块33中的信号触头63和接地触头65相同的方向。图5有助于理解模块33中的信号触头63和接地触头65的布置。

图5表示了具有信号触头63和接地触头65的一个挨一个连接的六个模块33以形成插座13的示意图。在其他的实施例中，可以使用多于或者少于六个模块。在该实施例中，六个模块33实际上包括相互成镜象的两种类型的模块33a和33b。在其他的实施例中，可以提供两种以上或以下的模块，而且，模块也不需要是相互成镜象的。通常的L形的信号触头63一般对应于分支79，81的位置。同样，L形的接地触头65一般对应于分支89，91的位置。两条线L1，L2，最好通过插座13的中心C，确定了四个象限Q1，Q2，Q3，Q4。如前面所述的那样，每个信号触头63对应于一个接地触头65以形成一个触头对97。在图5的布置中，在每个触头对97中的信号触头63和接地触头65具有相同的方向。换句话说，触头对97的信号触头63和接地触头65面向相同的方向。一般地说，一个象限中的每个触头对97的方向保持相同。但是，在一个象限中触头对97的方向与其他象限中的触头对97的方向不同。典型地，在一个象限中的触头对97相对于相邻象限中的触头对97旋转90°。例如，在象限Q1中的一个触头对97相对于象限Q2中的一个触头对97旋转90°。

由于一个模块33可以具有处于一个以上象限中的触头63，65，则在每个模块33中的一些触头63，65的方向会与相同模块33中的其他触头63，65的方向不同。典型地，处于一个象限中的一个模块33中的触头对97最好是处于另一个象限中的相同模块33中的触头对97的镜象。例如，图5中的模块33a在象限Q1和Q2中具有触头对97。在象限Q1中的模块33a中的触头对97是象限Q4中的触头对97的镜象。其他的布置也是可能的。在一个适当的情况下，一个象限中的触头可以相对于相邻的象限中的触头旋转90°。

如果需要，头部11和插座13可以利用附加防护层，用于更高速的工作。作为一个例子，插座13可以沿着线L1，L2提供附加接地护套或者针(未图示)。沿着线L1，L2提供附加防护层将不会干扰本发明的对称性质。

图6提供了插座13’中的信号触头63’和接地触头65’的另一个布置的示意图。两条线L1，L2，最好通过插座13’的中心C，确定了四个象限Q1，Q2，Q3，Q4。如前面所述的那样，每个信号触头63’对应于一个接地触头65’以形成一个触头对97’。在图6的布置中，在每个触头对97中，每个信号触头63’与其各自的接地触头65’具有相反的方向。换句话说，在触头对97’中，信号触头63’面对接地触头65’。

除了在每个触头对97’中信号触头63’与接地触头65’具有相反方向之外，上面参照图5描述的其余特征也是适用的。即，在一个象限中的所有触头对97’具有相同的方向。而且，在一个象限中的触头对97’的方向与其他象限中的触头对97’的方向不同。典型地，在一个象限中的触头对97’相对于相邻象限中的触头对97’旋转90°。最后，在一个象限中处于模块33a’中的触头63’，65’具有与模块33b’中的其他触头63’，65’不同的方向。典型地，处于一个象限中的模块33’中的触头对97a’相对于处于另一个象限中的模块33a’中的触头对97b’旋转90°。

在图5或6所示的另一个布置中，插座13；13’中的触头63，65；63’，65’相对于线L1，L2是对称的。由于线L1，L2最好通过插座13；13’的中心C，则插座13；13’中的触头63，65；63’，65’相对于插座13；13’的中心C是对称的。结果，插座13；13’可以至少在四个方向上同头部11相配合。当与传统的“极化”连接器相比较时，本发明提供了电***设计上的灵活性。

现在参照图7，其是类似于图5和图6的一个示意图，表示插座13”的另一个实施例。在该实施例中，插座13”包括在四个象限Q1，Q2，Q3，Q4中布置的64个触头对97的阵列，在每个象限中具有16对。插座13”由八个模块型33a”，33b”的模块33”组成。每个模块33”具有触头63，65的触头对97中的八个，在一个象限中在与对97a相同的方向上布置四个，在另一个象限中在与对97b的偏移90°的第二方向上布置四个。在每个模块中可以提供任意适当数量的触头对。

下面参照图8和图9，表示了本发明的另一个实施例。在该实施例中，插座100包括一个外壳102和一个与该外壳102相连的模块组件104。外壳102包括一个第一外壳部件106和一个第二外壳部件108。第一外壳部件106和第二外壳部件108最好由介电材料组成，例如模制塑料或者聚合材料。第一外壳部件106包括一个项部110，一个后部112，两个侧边114，一个开口前部116，一个开口底部118和一个接收区域120。顶部110包括模块安装孔122。后部112包括模块安装孔124。前部116包括来自侧边114的伸出部126，用于***到第二外壳部件108中并同其相连接。第二外壳部件108包括穿过前表面130的缝隙或者引入端128，用于把匹配连接器的阳插针的前端***到插座100中。

在该实施例中，模块组件104包括六个触头模块132。在其他的实施例中，可以设置多于或者少于六个触头模块。在该实施例中，触头模块132包括两组最好是相互成镜象的两种类型的触头模块132a，132b。参照图10，每个触头模块132包括一个整体框架140、信号触头142和接地触头144。框架140最好由介电材料组成，例如模制塑料或者聚合材料。框架140包括一个顶边146，一个底边148，一个后边150，一个前边152和两个侧边154，156。顶边146包括一个锁定件158。锁定件158被***到一个模块安装孔122中以便于把触头模块132与第一外壳部件106相连接。后边150还包括一个突起160。突起160被***到一个模块安装孔124中，以便于把触头模块132与第一外壳部件106相连接。框架140包括至少沿着一个侧边154的通道162，用于接收接地触头144的一部分。框架140还包括用于接收信号触头142的一部分的通道。但是，框架140最好上模制到信号触头142的一部分上。作为替代方案或者作为附加方案，框架140可以被上模制到接地触头144的一部分上。框架140的前边152包括凹部164和接收区域165。

在该实施例中，每个触头模块具有六个信号触头142，三个作为信号触头的第一类型142a，三个作为信号触头的第二类型142b。每个信号触头142具有第一端部166、中间部分168和第二端部170。第一端部166具有通孔焊接引线，但也可以设置任何合适的第一端部，例如表面安装焊接引线。中间部分168都具有右转形状，但具有不同的长度或者尺寸以允许信号触头在一行或者共同平面中对准。每个第二端部170包括两个方向上相互偏移90°的可偏转的臂172，174。第一类型的信号触头142a中的臂172，174其方向为与第二类型的信号触头142b中的臂172，174成镜象。在另一个实施例中，可以设置其他类型或者方向的第二端部。

用于每个触头模块132的接地触头144可以象所示的那样被设置为单个整体部件或者多个部件。每个接地触头144包括一个第一端部176、一个中间部分178和一个第二端部180。第一端部176具有紧配合焊接引线。但也可以设置任何合适的第一端部，例如表面安装焊接引线。中间部分178一般包括第一部分182和第二部分184。第一部分182位于框架140的槽162中，以把接地触头144固定连接到框架140上。第二部分184沿着框架140的侧面154延伸。中间部分178具有大致右转形状，以使两端176，180相互大致成直角。但是，也可以设置任何形状的中间部分。

参照图11，第二端部180包括三种不同类型的第二端部180a，180b，180c。第一种类型的第二端部180a在槽186a的相对侧上在顶臂188a和侧臂190a的拐角处具有一个槽186a。两个可偏转的突起192a，194a从臂188a，190a伸出。第二种类型的第二端部180b与第一种类型的第二端部180a成镜象。第二种类型的第二端部180b在侧臂190b和底臂196b的拐角处具有一个槽186b。两个可偏转的突起192b，194b从臂196b，190b伸出。第三种类型的端部180c在顶臂188c，底臂196c和侧臂190c的两个拐角处具有两个槽186c1，186c2。两个可偏转的突起192c，194c延伸到第一槽186c中，并且，两个可偏转突起192c，194c延伸到第二槽86c2中。侧臂190c还包括一个第三槽198。但是，在其他的实施例中，可以设置任何合适类型的第二端部。

参照图9，当模块组件104被装配时，接地触头144进行结合以有效地围绕信号触头，从而形成用于信号触头的电磁屏蔽。

虽然本发明已经结合各个附图的优选实施例而进行了说明，但是，应当知道，本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神的条件下进行变化和变型，本发明的范围由权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种连接***，包括：

一个第一连接器，该第一连接器确定了四个第一连接器的象限；

四个第一连接器触头，每个第一连接器触头位于所述第一连接器的象限的一个中；

一个第二连接器，该第二连接器确定了四个第二连接器的象限；第二连接器触头，每个第二连接器触头位于所述第二连接器象限的一个中；

其中，

位于四个第一连接器象限的一个中的第一连接器触头的方向不同于三个其余第一连接器触头的两个的方向；

位于四个第二连接器象限的一个中的第二连接器触头的方向不同于三个其余第二连接器触头的两个的方向；

所述的第一连接器和第二连接器可在多于两个的方向上相互配合。

2.一种连接***，包括：

一个第一连接器，该第一连接器确定了四个第一连接器的象限，并具有位于四个连接器象限的一个中的第一连接器触头和位于四个连接器象限的另一个中的第二连接器触头，第一连接器触头和第二连接器触头中每个确定了L型配合端，

一个第二连接器，该第二连接器确定了四个第二连接器的象限，并具有位于四个连接器象限的一个中的第三连接器触头和位于四个连接器象限的另一个中的第四连接器触头，该第三连接器触头和第四连接器触头中的每一个确定了L型配合端，该配合端安置成与第一连接器触头或第二连接器触头的一个配合，

其中第一连接器触头和第二连接器触头的方向相互不同，第三连接器触头和第四连接器触头的方向也相互不同，

所述的第一连接器和第二连接器可在多于两个的方向上相互配合。

3.根据权利要求1所述的连接***，其中，在所述第一连接器中的所述第一连接器触头和第二连接器触头是相对于所述四个第一连接器象限的虚拟交点(C)对称的。

4.根据权利要求1所述的连接***，其中，所述第一连接器触头包括信号触头和接地触头。

5.根据权利要求2所述的连接***，其中，所述第一连接器触头相对于所述第二连接器触头旋转90°。

6.根据权利要求2所述的连接***，其中，所述第一连接器触头和所述第二连接器触头是一个匹配的信号触头或一个匹配的接地触头，以形成一个触头对。

7.一种电连接器，包括：

一个第一绝缘外壳，该绝缘外壳确定四个第一外壳象限；和

一个第二绝缘外壳，该绝缘外壳确定了四个第二外壳象限，和

多个连接器触头；

其中，所述四个第一外壳象限和所述四个第二外壳象限的每个象限容纳所述多个连接器触头的至少一个，定位在所述四个第一外壳象限的每个中的每个连接器触头具有与其它所述四个外壳象限的任何其它一个的所述多个触头的任何一个触头不同的方向，第一连接器和第二连接器可在多于两个的方向上相互配合。

8.根据权利要求7所述的电连接器，其中，定位在所述四个第一外壳象限的每一个中的所述多个连接器触头的至少一个的方向相对于所述四个第一外壳象限的其余三个象限中的所述多个连接器触头的所述至少一个旋转90°。

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