CN100461549C

CN100461549C - 改进的插头

Info

Publication number: CN100461549C
Application number: CNB2007100017623A
Authority: CN
Inventors: 斯坦利·W·奥尔森; 戴维·F·弗塞尔曼; 鲁道尔普斯·G·T·M·格里特森
Original assignee: FCI SA
Current assignee: FCI SA
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2009-02-11
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: CN100477393C; CN100566032C; CN101051719A; CN101039001A; CN101005169A; CN100456565C; CN100536241C; CN100536240C; CN101005165A; CN101005168A; CN101051720A; CN101039002A; CN101005166A; CN101005167A

Abstract

本发明涉及一种插头，包括：多个触头，所述触头具有从其上延伸的至少一个凸起(450)；一个壳体，用于接收所述触头，所述壳体包括一个基体和多个桁条，所述基体中形成有孔道用于接收所述触头，所述桁条从所述基体中延伸出来且在桁条之间形成有间隙用于接收所述多个触头，所述孔道与所述间隙、所述孔道和所述桁条对准，所述桁条中形成有凹槽，其中，对于所述每个触头来说，所述凸起与所述凹槽之一相对准并布置在所述一个凹槽中。

Description

改进的插头

本申请是申请日为2003年5月23日、申请号为03811339.2(国际申请号PCT/US2003/016383)的发明专利申请的分案申请。

对相关申请的交叉参考

本申请要求享受于2002年5月24日申请的名称为“改进的插座”美国临时专利申请60/383366及于2002年5月24日申请的名称为“改进的插头”美国临时专利申请60/383940的利益，上述两个临时申请的全部内容在本申请中作为参考而被结合使用。

本申请的主题与在2002年5月24日申请的名称为“屏蔽线缆所用的插卡(paddle-card)终端”的美国专利申请60/383403及在2002年5月10日申请的名称为“过度模压成型的应变消除电子装置”，美国专利申请60/379353相关，这两个专利申请的全部内容在本申请中作为参考而被结合使用。

发明领域

本发明涉及电子连接器，更具体地说，本发明涉及插头和插座。

背景技术

计算系统的计算速度和计算能力在逐步提高。此外，计算系统也逐步被嵌连在复杂的网络中。为赶上发展的步伐，目前已开发出了新型的互联系统如InfiniBand体系结构。InfiniBand体系结构是一种以线路为基础的可转换互联结构的工业标准，其主要应用于服务器互联网络中。InfiniBand许诺提供在2.5-30Gbits/秒的范围内的可靠互联速度性能。

InfiniBand标准及其他类似标准如10Gbit的Tthernet(以太网)代表了互联速度的先进性。在由这些技术产生较高的速度时，物理性连接的装置就需要最高标准的电子性能。例如，产生具有精密的阻抗匹配的稳定接触接口则是基本的要求。同样，必需使电磁干扰和电磁泄漏最小化。另外，这些特征需以物理形式提供，即在现实条件下可机械操作且可大量生产。

发明内容

本申请中所披露的是改进的互联系统。更具体地说，本申请所披露的是改进的插头。

所披露的示例性插头包括一个插头壳体，该插头壳体中插有信号触头和接地触头。插头壳体具有一个基体，该基体具有从其上延伸出的多个桁条且在桁条之间形成有间隙。一个鼻件在桁条的远端而将桁条之间的间隙跨连在一起。

接地触头穿过插头壳体的基体而进入在桁条之间形成的间隙中。所述接地触头包括：一个基体；从该基体延伸出的一个纵长接触件；从所述基体延伸出且与纵长的接触件相反布置的一对臂部(armature)。在臂部中形成的一部分与接触基体的边缘相对准且被用于施加压力而将触头插入插头壳体中。纵长的接触部件具有在其远端形成的凹槽，当将触头插入所述插头壳体中时，所述凹槽与所述鼻件相接合。接地触头还包括从其上延伸的凸起，所述凸起布置在穿过壳体基体形成的通道内且沿着壳体桁条布置。

信号触头沿着在插头壳体桁条中形成的沟槽而被插入在插头壳体基体中形成的孔道中。每个信号触头的第一部分具有一个第一形状因数，每个信号触头的第二部分具有第二形状因数。穿过插头壳体基体的孔道的形状因数大于所述第一部分的形状因数；因此，信号触头的第一部分可沿着所述桁条而被插入所述壳体基体中。但是，所述孔道的形状因数小于信号触头的第二部分的形状因数，因此，所述第二部分就不能插入所述孔道中而是与孔道的开口形成过盈配合。信号触头的远端中形成有凹部，从插头壳体桁条延伸出的凸起伸入所述凹槽中。

附图说明

下面将参考附图而对一个示例性插头进行描述，其中：

图1所示为与一个示例性插座对准以进行连接的一个示例性插头的透视图；

图2所示为与一个示例性插座互联在一起的一个示例性插头的透视图；

图3所示为与一个示例性插座的前透视图；

图4所示为与一个示例性插座的后透视图；

图5所示为与一个示例性插座的分解视图；

图6所示为与一个示例性插座壳体的后透视图；

图7A-7D显示了一个信号触头在插入示例性插座壳体过程中的不同插入阶段；

图8所示为一个组装的示例性插座的底部后视图；

图9所示为一个示例性屏蔽壳的详示图；

图10所示为与一个栓件相接触的一个示例性屏蔽壳的前透视图；

图11所示为一个示例性电屏蔽衬垫的透视图；

图12所示为组装的示例性插座的前视详示图，图中显示了电屏蔽衬垫和栓件中的一个凹槽之间的相互作用；

图13所示为一个示例性栓片的独立视图；

图14所示为其上未附加栓片的一个示例性插座壳体的后视图；

图15所示为一个示例性插头的分解透视图；

图16所示为其中具有触头的一个示例性插头壳体的前透视图；

图17A所示为一个示例性插头壳体在除去触头后的前透视图；

图17B所示为一个示例性壳体在除去触头后的前透视图；

图18所示为在示例性插头壳体中所用的一个示例性接地触头的独立视图；

图19所示为与一个待插入的示例性接地触头相对准的一个示例性插头壳体的后透视图；

图20所示为与一个待插入的示例性接地触头相对准的一个示例性插头壳体的部分剖面后透视图；

图21所示为一个示例性接地触头部分插入其内的一个示例性插头壳体的部分剖面前透视图；

图22所示为一个示例性接地触头部分插入其内的一个示例性插头壳体的部分剖面前详示图；

图23所示为与一个待插入的示例性接地触头相对准的一个示例性插头壳体的部分剖面后透视图；

图24所示为与示例性插头壳体相对准以插入其中的一个信号触头的部分剖面后详示图；

图25所示为一个示例性插头壳体在信号触头插入于其中情况下的部分剖面后透视图；

图26所示为完全插入示例性插头壳体中的一个信号触头的部分剖面详细后视图；

图27所示为部分插入示例性插头壳体中的一个信号触头的部分剖面前透视图；

图28所示为一个信号触头的详示图，其中，所述信号触头被插入在示例性桁条内所形成的一个槽中。

具体实施方式

下面将参考附图1-28而对具有上述有利特征的一个示例性插头和插座进行描述。具体地说，下文中将对示例性插头的新颖的方面进行详述。本申请中参考附图所给出的内容仅用于显示的目的而非用于限定可能的实施例的范围。与可能的实施例的范围由附加的权利要求来限定。

图1所示为与示例性插座112对准以进行连接的一个示例性插头110的透视图。插头110用作为配备在线缆(图中未显示)中的多根导线的端点。插座112与一个装置如一个印刷电路板进行电连接。如图2所示，插头110插在插座112中而提供从插头110至所述装置的一个连通路径，插座112与所述装置相连。

图3、4、5分别显示了插座112的前视图、后视图和分解视图。如图所示，插座112包括有插座壳体210，信号触头212、接地触头214和栓片216插入插座壳体210中。金属制作的信号触头212和接地触头214从壳体210的后侧218延伸入插座壳体212的插头接口220中且通过摩擦接合固定在其位置中。插头接口部分220具有这样一个区域，即在该区域中，所述触头212、214暴露出来以与插头110中的相应触头相配合。插座壳体210是由高温热塑性材料如液晶聚合体(LCP)制作，从而可在触头212之间产生电绝缘。

栓片216包括栓条222及从其上延伸出的栓件224。栓件224延伸穿过壳体210而从外侧226处凸伸出来。在栓件224中形成有凹槽228，凹槽228被设计来接收来自插头组件210的相应销栓421。栓件224具有在其外表面中形成的凹槽225而与从电衬垫238处延伸出的锁件290相互作用。栓片216，具体地说是栓条222延伸跨过插座壳体210的后部而保护触头212、214免受无意操作的损坏。通常情况下，栓片216是由高强度的传导性金属如冷轧钢(CRS)制成的，该金属可被焊接，栓片216还包括接地凸起230用于与一个装置如印刷电路板上的一个接地触头相连。

所形成的屏蔽壳232与插头接口部分220的外表面相对应且安装到该外表面上。具体地，屏蔽壳232包括壳体233，壳体233容装接口部分220的表面。在壳体232中形成有插孔234而与在壳体210中形成的凸起部分236相对应。插孔234与凸起236摩擦作用而将壳体232保持在处于插头接口部分220上的位置中。屏蔽壳232是由传导性材料制成的，该传导性材料可由如冷轧钢挤压而成。在插头110与插座112相连时，屏蔽壳232与插头110的金属壳体相接触，从而减少了电磁干扰(EMI)。

衬垫238围绕屏蔽壳232的壳体安装。衬垫238是由具有弹性的传导材料如含磷的青铜制成，衬垫238具有从其上延伸出的金属桁条。当将插头110插入插座112中时，从衬垫238延伸出的金属桁条叠置在插头110的壳体上。这样，衬垫238就可减小插头110和插座112之间漏出的电磁力(EMF)，从而插头110和插座112之间保持相等的接地电动势。

信号触头212包括一个插头触头部分250用于与插头110中的一个相应的触头进行电接触，信号触头212还包括一个尾部252用于将插座112与一个装置如印刷电路板电连接。在插头触头部分250和尾部252之间形成有枢转件254。尾部252应精确排列以有利于将插座112与一个装置连接。由于触头212具有非常易损的特性，所以在制造过程中直至将其连接到一个电装置上保持尾部252的排列是一个非常困难的课题。在本申请中对所披露的插座壳体210的设计用来保持尾部252的所需排列。

如图6所示，插座壳体210包括一个基体260，该基体260具有从其上延伸出的接口部分220。触头支撑部件262从基体260延伸出来且由基体260而与接口部分220相分开。触头支撑部件262具有在边缘266处形成的多个触头槽264或壁腔，用于接收触头212、214的一部分。接收信号触头212的触头槽264接收信号触头212的枢转件254。图7A-7D显示了具有一个信号触头212的壳体210的剖视图，其中，信号触头212在壳体210中处于不同的插入阶段。如图所示，在触头槽264中，在支撑对准部件262中形成有一个支点或称为枢转点266。支撑对准部件262在枢转点266处形成一个大体上的锐角。当将信号触头212完全插入壳体210中时，枢转件254抵靠枢转点266，枢转点266就向上压迫所述尾部252。这样，枢转点266的操作就确定了尾部252的水平位置及垂直位置。接收信号触头212的多个槽264中形成有枢转点266。如图8所示，在将多个信号触头212插入壳体210中时，尾部252被压入而成水平和垂直对齐的状态。

图9显示了屏蔽壳232的一个详示图。如图所示，屏蔽壳232包括有壳体233，该壳体233具体形成为与壳体210的接口部分220的外部相配合。屏蔽壳232还包括竖直壁270，该竖直壁270与壳体233整体形成且在组装时抵靠壳体210的外侧226。屏蔽壳232具有在其中形成的凹槽272以容纳栓件224。

屏蔽壳232屏蔽了触头212、214以使其免受电磁干扰(EMI)且在插座112接收插头110时防止电磁力(EMF)的泄漏。当在插座112和插头110之间通电时，这些功能即可得到最好的实现。因此，可以很理想地在屏蔽壳232与插头110的壳体之间保持稳定且较强的电接触。壳体233具有在其中形成的向外凸起274以有利于实现这种稳定的电接触。在所披露的实施例中，凸起274采用悬臂梁的形式。凸起274从壳体233的外表面凸伸的高度随着凸起274的长度增大而增大。在凸起274的长度上增大所述高度可在公差范围内和配合条件下保持壳体232和插头110的壳体之间的电接触和电连续性。如图所示，凸起274形成于壳体233的相反两侧上。

屏蔽壳232还包括凸起278。如图10所示，在组装插座112时，凸起278与栓件224相接触。如上所述，栓件224包含在栓片216中，栓片216还包括接地凸起230。因此，凸起278和栓件224之间的接触为通过接地凸起230接地提供了一个导电路径。实际上，这样就提供了从插头110的壳体、通过壳体232和栓片216直至接地的电连续性。通过插座112至接地而形成的与插头110的壳体的连续电接触可在插头110和插座112之间保持基本相同的接地电动势，这样就显著地改进了装置的性能。

图11和图12中提供了电衬垫238的详示图。如图所示，衬垫238包括框架280，形成的该框架280围绕屏蔽壳232的壳体布置。框架280具有多个弧形的金属桁条282，所述桁条282围绕框架280的周界延伸。桁条282通常以弧形从框架280延伸出来并回转返回框架280。桁条282可通过例如将衬垫框架280冲压而成。桁条282中的多个第一桁条284沿着框架280线性对齐且在两个第一桁条284之间布置有框架280的一部分286。桁条280的多个第二桁条288与所述多个第一桁条284相邻布置。多个第二桁条288中的桁条282与多个第一桁条284中的桁条282相叠置及与多个第一桁条284之间的跨度部分286相叠置。当将衬垫238施加到插座112和与之相连的插头110时，衬垫238就被定位在插头110和插座112之间的间隙附近且与桁条282相叠置而使两个装置之间的电磁力(EMF)泄漏路径最小。

衬垫238还包括锁止件290，用于限制衬垫238在组装后的插座112上的运动。在组装到插座112上时，锁止件290远离框架280延伸进入在栓件224中形成的凹槽225内。锁止件290布置在凹槽225中而由凹槽225的长度限制其运动自由。

图13所示为栓片216的详示图。如图所示，栓片216包括有栓条222，栓件224从栓条222上延伸出来。栓件224可被插入在壳体210中形成的栓件开口294内(参见图14)且从壳体210的外侧226处延伸。在栓件224中形成的凹槽228接收插头110的相应栓件并将两个装置的半部分固定在一起。栓条222对触头212、214提供保护且在将所述部件组装到插座112中时使壳体210的重量保持平衡。栓片216具有在其中形成的接地凸起，该接地凸起与装置上的一个接地源相接触，插座112即连接在所述装置上。例如，接地凸起232可与布置在印刷电路板上的一个接地部位相接触。最后，在栓件224的外壁中形成凹槽225用于接收锁止件290。

插头

图15显示了插头110的分解透视图。如图所示，插头110包括插头壳410，信号触头412和接地触头414即被插入该插头壳410中。触头412、414与印刷电路板415相互作用，从线缆(图中未显示)中的插头110内延伸出的信号导线即连接在印刷电路板上(图中未显示)。具有触头412、414的插头壳410及连接于其上的电路板415容装在下半壳体417和上半壳体419中。销栓421位于上半壳体419和下半壳体417内的凹槽423中而与插头112中的栓件224互锁。连锁件425与销栓421相连以控制销栓421的锁定位置。

图16所示为其中具有信号触头412和接地触头414的插头壳体410的独立视图。图17A所示为插头壳410在除去触头421、414后的透视图而图17B所示为插头壳410在除去触头421、414后的前视图。如图所示，壳体410包括一个基体部分416，该基体部分416具有从其上延伸的多个凸起或称为桁条418。桁条418具有在其中形成的狭槽420，在桁条418之间形成有间隙422。基体416形成有多个与狭槽420对准布置的孔道424。信号触头412延伸过所述孔道并进入狭槽420中。基体416中还形成有多个第二孔道426它们与桁条422之间形成的间隙422相对准。接地触头414延伸过孔道426且进入间隙422中。壳体410还包括鼻件430，鼻件430将处于其远端432附近的桁条418之间的间隙搭接在一起。

图18所示为接地触头414的独立视图。如图所示，该接地触头包括基体434，该基体434具有从其上延伸的一个纵长接触区域436。纵长接触区域436具有在其上形成的切口437以固定下文中将描述的远端。接地触头基体434具有与钩部442相配合的一个第一表面438和一个第二表面440以提高与壳体410的过盈配合能力。接地触头414还包括臂部(armature)444，该臂部444从基体434延伸出来且由基体434而与接触区域436相分开。臂部444中形成有接触区域446，用于与印刷电路板415形成电接触。臂部444中还形成有工具施加区448。在所披露的实施例中，工具施加区448具有相垂直的两个表面以通过施加工具而将触头414插入壳体410中。工具施加区448的一部分与所述表面438、440基本对准布置而为用工具施加压力时提供一个合适的杠杆作用点，从而将触头414插入壳体410中。触头414还包括从较长的接触区域436和基体434的侧面延伸出的凸起450。就如在下文中详述的那样，在组装插头壳体410的过程中，凸起450处于在插头壳体416和桁条418中形成的凹槽内。

图19所示为插头壳体410后部的视图。图20所示为插头壳体410后部的部分剖面视图。如图所示，基体416具有在其中形成的狭槽或称为孔道426。孔道426与从基体416的相反侧延伸出的桁条418之间形成的间隙422相对准。这样，接地触头414可被插入孔道426中，而纵长的接触部分436延伸入在桁条418之间形成的间隙422中。孔道426具有在其中形成的凹槽462，凹槽462延伸入与间隙422相面对的桁条418的外侧中。凹槽462接收从接地触头414延伸出的凸起450，这样在接地触头414的插入过程中及在插入之后将所述接地触头414固定在插头410内的位置中。

图21和图22所示为具有桁条418的插头壳410的部分剖面前正视图。如图所示，凹槽462沿着桁条而延伸入桁条之间的间隙422内。另外，接地触头414中的切口437具有与鼻件430相应的形状且与鼻件430相接合。当将接地触头414完全插入插头壳410中时，切口437与所述鼻件430相接合而将触头414的远端固定在其位置中。

图23所示为插头壳410的部分剖面后视图。如图所示，插头壳基体416中形成有孔道424，用于接收信号触头412。孔道412与桁条418对准布置特别是与在桁条418中形成的凹槽420对准布置。触头412被插入孔道424中且延伸入凹槽420中。

图24所示为孔道424的开口的一个放大视图。在所披露的实施例中，孔道424的开口具有四个侧面，其中的三个为直线形而第四个为弧形。本领域的技术人员应认识到也可利用其他形状。孔道424开口的形状因数大于被插入且穿过该开口的触头412部分的形状因数。例如，孔道424开口的高度大于触头414被插入部分的高度。这种高度差即可消除孔道424对信号触头412的接触部分产生摩擦干扰。但是，如图25、26所示，信号触头412的一部分在本申请中称为滞留钩466的形状因数大于孔道424开口的形状因数。因此，滞留钩466和触头412就被摩擦固定在插头壳体410中。

图27所示为插头壳体410的前视图。图中以剖视的形式显示了桁条418的一部分以更好地显示凹槽420中的信号触头412。图中还显示了从桁条428延伸入凹槽420中的凸起470。图28所示为被完全插入凹槽420中的一个信号触头412的放大视图。如图所示，信号触头412具有在其中形成的凹口472。凸起470即定位在该凹口472中以将信号触头412固定，特别是将信号触头412的远端固定在其位置中。

这样，在上面的内容中披露了一个示例性插头和插座。该示例性装置被特别设计来优化电性能且可被实际生产。根据所披露实施例的插头和插座特别适用于Infiniband连接系统中，但也可应用于其他结构或标准中。

在不脱离本发明的实质或必要特征的情况下可对上述实施例进行变更。例如，在插头壳体中形成的孔道的形状可不同于所述内容。同样，所形成的触头的形状可不同于本申请中所显示的触头形状。实际上可对所披露的实施例进行多种变化。因此，本发明并不仅限于任一单个的实施例而应根据附加的权利要求书的叙述范围作宽泛的理解。

Claims

1.一种插头，包括：

多个触头，所述多个触头具有从其上延伸的至少一个凸起(450)；

一个壳体，用于接收所述多个触头，所述壳体包括一个基体和多个桁条(418)，所述基体中形成有孔道(424)用于接收所述多个触头，所述多个桁条(418)从所述基体中延伸出来且在桁条(418)之间形成有间隙(422)用于接收所述多个触头，所述孔道(424)与所述间隙(422)对准，所述孔道(424)和所述桁条(418)具有在其中形成的凹槽(462)，

其中，对于每个所述多个触头来说，所述凸起与所述凹槽(462)之一相对准并布置在所述凹槽之一中。

2.根据权利要求1所述的插头，其中：每个所述多个触头包括一个延伸的接触部分和一个基体部分，所述延伸的接触部分和所述基体部分上均具有与所述凹槽之一相对准并布置在所述凹槽中的一个凸起。

3.根据权利要求1所述的插头，每个所述触头中形成有一个切口，所述切口与横跨所述多个桁条的一个鼻件相接合。

4.根据权利要求3所述的插头，其中，对于每个插头来说，所述鼻件布置在所述切口中。