CN101969169B - 线对板连接器 - Google Patents

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Abstract

配置为将电线连接至元件的电连接器包括一个凹元件，该凹元件限定一个其中包括电接触的插座。一个凸元件包括一个具有接触的绝缘基体，该绝缘基体具有配置为接收绝缘电线的导电线芯的第一部分，以及一个从基体横向延伸的绝缘插头部件。电接触具有至少部分地延伸至插头部件上的第二部分。在凸和凹元件的配合接触中，插头部件被插入插座以使得插头部件上的电接触与插座中的电接触接合用于将电线电连接至电元件。

Description

线对板连接器
优先权声明
本申请要求2009年7月27日提交的、序列号为61/228,805的美国临时申请的优先权。
技术领域
本发明一般地涉及电连接器领域，特别涉及用于将一根或多根绝缘电线连接至一个元件的连接器类型，该元件例如是印刷电路板(PCB)，特别是发光二极管印刷电路板(LEDPCB)。
背景技术
现有技术中已知的各种类型的连接器用于在绝缘电线和任何类型的电元件之间形成连接。这些连接器典型地可作为具有大范围尺寸、间距和电镀选择的插座、插头、和针座(shroudedheaders)。这些传统的连接器中的许多被称作绝缘位移连接器(InsulationDisplacementConnectors，IDC)，因为它们包括一个或多个合并了一组刀片或钳口的接触元件，这组刀片或钳口用于在一步工艺(one-stepprocess)中切通围绕电线的绝缘层并与导电线芯形成电接触，从而除去了对于剥线，压线或其他对电线的准备的需求。IDC被广泛地使用在电信领域中，并且越来越广泛地使用在印刷电路板(PCB)应用中。
位于美国南卡罗来纳州美特尔海滩的AVX公司提供了一系列小尺寸IDC线对板连接器(9175-9177系列)，这些IDC线对板连接器在电线在手工工具帮助下插入接触槽之前被表面安装于一块电路板上。这个工艺切开了电线绝缘层并使得导电线芯能够与连接器形成可靠的导电连接。
专利号为6,050,845的美国专利描述了一种IDC组件，该IDC组件能够安装于电路板并在端接导线至连接器之前固定于该电路板上。该电连接器包括具有至少一个导线接收孔的外壳和一个关联的从板安装面延伸并与每个导线接收孔交叉的终端接收通道。
专利号为7,320,616的美国专利描述了一种特别地配置为使用表面贴装技术(SMT)贴装于PCB板的IDC连接器。该连接器组件包括至少一个接触部件，该至少一个接触部件具有一个可滑动地设置在一个主体内的刺穿、切开或者划开端和一个从主体延伸并使用传统的表面贴装技术(SMT)贴附于印刷电路板的安装端。
IDC线对板连接器并不适用于所有的应用，特别是当需要强健的连接以及相连的元件之间的空间有限时。例如，以上引用的参考文献中的IDC连接器相对复杂，因为它们需要主体中的所有或一部分能够相对于接触元件可移动或可滑动，以在接触元件的末端被插入PCB板上的通孔或表面贴装于PCB板上后与电线形成最终连接。另外，行业中的一些技术人员的理解是IDC连接器由于电线趋于从接触刀片中移动或拉出并不十分适合有压力的环境，在该环境中电元件遭受延长的冲击和振动。
本发明提供了一种对IDC线对板连接器的替代物，该替代物是强健的、可靠的并且考虑到连接器元件的简单连接和断开。
发明内容
本发明的目的和优势将在以下的描述中部分地陈述，或者可以从描述中显见，或者可以通过本发明的实践习知。
根据本发明的方面，提供了一种特别适用于将一根或多根绝缘导电线芯电线连接至一个电元件，例如PCB，的电连接器。该连接器在照明应用中特别有用，在照明应用中，在照明装置或者其他LED元件中与一个或多个LED板进行连接。然而，应当理解，根据本发明的连接器不限于与LED板或者任何其他类型的板一起使用，而是可以在任何渴望在电线和任何其他种类元件之间形成可靠的电连接的应用中使用。仅为示例性的目的，此处将对用于将电线连接至板的连接器进行描述。
在配置为将电线连接至元件的电连接器的一个特别的实施例中，连接器包括一个凹元件，该凹元件具有一个限定一个插座的绝缘体。至少两个电接触容纳在该绝缘体内，每个接触具有在绝缘体的底面上的相距对应于一个电元件，例如PCB板，的末端上的一个连接器垫封装的距离(也就是，图案)的第一部分，和延伸入插座的第二部分。
连接器包括一个凸元件，该凸元件包括一个具有至少两个电接触的绝缘基体，该至少两个电接触具有配置用于接收绝缘电线的导电线芯的第一部分。该凸元件还包括从基体横向延伸的绝缘插头部件，该电接触具有至少部分地延伸至插头部件上的第二部分。在该凸和凹元件的配合接触中，插头部件被插入插座以使得插头部件上的电接触与插座中的电接触抵接用于将电线电连接于电元件。
凸元件和凹元件中的电接触可以具有不同的形状和配置。例如，在一个特别的实施例中，插座中的电接触的第二部分被弹性地偏置到与凸插头部件的电接触的第二部分接合。在该实施例中，凹元件中的电接触可以是大体上U-形的，偏置的第二部分由延伸入开口插座的U-形接触的一个上部的腿部限定，以及电接触的第一部分由通过绝缘体中的一个开口延伸至绝缘体的底面的U-形接触的一个相对的腿部限定。
在连接器的一个独特的实施例中，凸元件可以包括一个在电接触的第一部分上方的装配到基体上的顶盖部件。此外，该顶盖部件可以包括一个锁紧装置，其配置为延伸越过凹元件并接合凹元件使得凸元件和凹元件处于连接状态以防止凸元件和凹元件无意的分开。
凸元件包括一个用于接收多根绝缘电线的平台，各个电接触的第一部分被设置在该平台上。此外，该电线平台可以包括一个用于电线保持装置的夹紧面，该电线保持装置设计为固定该多根电线至该平台。该电线保持装置可以是，例如扎线带或者类似的装置。
凹连接器元件可通过任何合适的手段被连接于电路板或其他元件，包括任何形式的已知的表面安装技术(SMT)。例如，元件可以通过焊接或机械手段被保持在板上。体部件可以包括与板上互补的凹或凸结构接合的任何形式的凸或凹结构。在特别的实施例中，凸凸结构例如突出部件可以被包括在体部件上与板上的洞或者凹进处接合的任何位置，用于可靠地将板保持在相对于连接器的位置。应当理解，任何形式的安装技术可以与根据本发明的连接器和元件组件结合。
本发明也包含任何形式的电元件组件，该电元件组件包含独特的连接器元件以将多根电线电连接至一个电元件。例如，元件组件可以包括PCB板，其通过电连接器与多根导电线芯电配合接触。连接器特别适用于在照明装置或者任何其他类型的LED应用中将多根电线连接至LED板。
通过参考附图中示出的实施例，独特的连接器的特别的实施例将在以下部分做更详细的阐述。
附图说明
图1是根据本发明的方面的用于将多根导电线芯电线连接至LED板的连接器的一个实施例的立体图；
图2是连接器的一个实施例的凸元件和凹元件的立体图；
图3是与多根导电线芯电线配合的连接器的凸元件的一个实施例的立体图；
图4是去除盖部件的图3的凸元件的立体图；
图5是图4的凸部件的俯视图；
图6是图5的凸部件的可替代的立体图；
图7是图6的凸部件的仰视立体图；
图8是图6的凸部件的侧视立体图；
图9是连接器的凹元件的一个实施例的立体图；
图10是图9的凹元件的立体端视图；
图11是图9的凹元件的仰视立体图。
具体实施方式
以下将涉及本发明的实施例，其中的一个或多个例子在附图中示出。实施例以对本发明解释的方式提供，其并不意味着对本发明的限制。例如，作为一个实施例的一部分示出的或描述的特征可以与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。意图是本发明包括这些和其他修改和变形都在本发明的范围和精神内。
根据本发明的方面的电连接器10的一个示例性的实施例在不同的附图中示出。参照图1，连接器10被配置为将一根或多根绝缘导线18的导电线芯连接至任何形式的电元件12。元件12在图中被示为板元件14，例如印刷电路板，包括具有多个LED发光体16的LED印刷电路板(LED板)。应该容易理解的，元件12可以是任何类型的其上具有接触垫封装的电元件，其中渴望为任何目的将各根电线18连接至每个接触垫。为了便于解释和说明，此处，连接器10在将电线连接至一块板，例如PCB板或LED板14，的语境中被图示和涉及。
该连接器10的元件为其旨在的目的能够具有不同的形状和配置。图中示出的连接器10的实施例中，凹元件24(femalecomponent)被配置为表面安装于板14，例如图1中示出的LED板14的表面上。分离的凸元件46(malecomponent)被配置为与凹元件24接合用于将多根电线电连接于板12，这将在下文中更详细的进行描述。
具体地参照图2和图9-11，示出的凹元件24的实施例包括一个绝缘体26，该绝缘体26具有一个限定在其中的内部插座28，例如在侧壁44和顶壁45之间。绝缘体26能够具有不同的形状和大小，并且通常由任何合适的绝缘材料形成，例如高温塑料材料例如尼龙-46抗高温尼龙。其他绝缘材料对于本领域技术人员是已知的，也可以用于本发明的连接器10的元件中。
至少两个电接触30被容纳在凹元件24的体26中。取决于所希望的接触封装(也即，2路，3路，4路接触等)任意个数的接触30可以被配置在体26中。每个接触30具有一个设置在体26的底面40上的第一部分32，该第一部分32与板12上的各个接触垫(未示出)抵接。第一部分32沿着底面40以与板14上相应的接触垫22的分隔距离和图案相对应的距离和图案被隔开，这是本领域技术人员通常可以理解的。
具体地如图2和图9所示，凹元件24的接触30可以包括延伸至开口插座28的第二部分34。第二部分34由于接触30的弯曲部36可以被弹性地偏置入插座28。示出的实施例中的接触30大体上是一个U-形带状部件，该U-形带状部件具有沿着体部件26的底面40限定在U-形部件较低部分的接触30的第一部分32。第一部分32可以通过体26中一个开口或槽38在体的底面40附近延伸。U-形接触30的另一个腿部由弯曲部36限定并延伸至开口插座28中，由弯曲部36给予第二部分34一定程度的弹力或弹性。U-形接触30可以沿着体26的柱状部或一部分弯曲，或者接触30可以被保持在限定在体26的任何部分的槽中或者其他接合结构中，例如任何形式的弹性臂、倒钩、夹点、凹槽、壁架、摩擦配合等。应该容易理解的，可以使用任何合适的手段使接触30保持在体26中。例如接触30可以被浇铸入体26中，或者通过任何机械手段被保持。
连接器10包括一个凸元件，例如图3-8中示出的元件46，该凸元件与一根或多根电线18连接并用于通过凹元件24将电线20电连接至元件12。凸元件46可以包括由任何合适的绝缘材料形成的绝缘基体48。体48具有保持在其上的至少两个电接触50。接触50可以具有配置用于接收绝缘电线18的导电线芯20的第一部分52，如图4和图6所示。第一部分52可以被配置为床部58用于接收电线线芯20，电线线芯20在剥去一部分电线绝缘层22后露出。床部58可以通过为各根电线线芯20提供单个的连接床的向上翘的唇部56来限定。在其他实施例中，电线线芯20可以被压接至第一部分52，或者通过任何其他合适的手段与接触50的第一部分52配合在一起。在一个可替换的实施例中，第一部分52可以被配置为一个绝缘位移连接器(IDC)，该绝缘位移连接器将电线20与接触50电配合在一起，而无需剥除绝缘层22。
凸元件46包括一个从基体48横向延伸的绝缘插头部件60。凸元件46中的电接触50具有一个至少部分地延伸至插头部件60上的第二部分54，如图7所示。例如，电接触50通常可以在插头部件60从基体48横向延伸的位置通过基体48中的开口70延伸至插头部件60的底面上。接触50可以包括任何个数的弯曲部以适应在体48中以及沿着插头部件60的轮廓。与凹元件24一样，接触50可以通过任何合适的手段保持在凸元件46中。例如，接触50可以被直接浇铸入插头部件60和/或体48，或者通过任何合适的机械手段被保持。
参照图1和图2，容易理解，为了在电线线芯20和元件12之间配合电连接，从凸元件46横向延伸的插头部件60被推入安装在元件12上的凹元件24中的开口插座28中。沿着插头部件的底面暴露在插头部件60上的接触50的第二部分54用于与插座28中的接触30的偏置的第二部分34挤压接触，接触30的偏置的第二部分34在插座28中面朝上。
凹元件24可以通过任何合适的表面安装技术被保持在元件12的上表面。例如，在图示的实施例中，凹元件24包括表面安装架42，用于通过焊接或现有技术中已知或实践的任何其他的传统手段安装到板14上的接触垫上。
凸元件46可以包括从体48的主要部分横向延伸的平台64。平台64特别地被配置用于为与连接器10接合的一根或多根电线18提供支撑和保持。在这方面，平台64可以包括一个夹紧面66用于接收电线固定或保持装置76，该电线固定或保持装置76夹紧多根电线18并相对于平台64固定电线。保持装置76可以是任何形式的环绕电线18和一部分平台64的夹紧装置，例如，如图3特别地示出的传统的束线带。平台64可以包括多个肋部68，通过收紧束线带，电线18被挤压与多个肋部68抵接。应当理解，其他电线保持特征可以被使用。例如，对于每根单独的电线可以在平台64上限定凹进处或通道，等。
在一个特别地独特的实施例中，凸元件46可包括一个被压在或者以其它方式连接在体48上的顶盖部件72。例如，盖72可以被压在凸缘67上或者提供在平台64上或者体48的其他部分上的其他接合结构上。盖72可以被设置在导电线芯20和各个接触50的部分52之间的单个连接上方。
此外，顶盖部件72可以包括一个锁紧装置74(图3)，配置为延伸越过凹元件24并且接合凹元件24使得凸元件和凹元件处于连接状态以防止凸元件和凹元件无意的分开。锁紧装置74可以是，例如一个通过唇部75相对于体48枢轴转动的部件，该唇部75通过凹元件24的体26的边缘或者其他部分接合。
应当容易理解，此处描述的连接10的元件不以任何方式限于一种特定的构建材料。在一个适宜的实施例中，不同的接触可以是，例如具有在接触尾部的镍锡镀层上选择性地镀金的铜合金。表面安装架可以是，例如镀锡的铜合金。绝缘体元件可以是，例如尼龙-46。
如前提及的，本发明也包含任何形式的结合本发明的独特的连接器10的电元件组件用于将多根电线电连接至电元件。本概念一般的在图1中示出，其中示出了元件组件78。如讨论的，元件组件78包括一个LED板14形式的电元件12。连接器10特别的适用于在照明装置或者其他任何类型的LED应用中将多根电线连接至LED板14。应当容易理解，元件组件78不受到任何特别类型的电元件12的限制。本领域技术人员应当容易理解，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以对此处示出和描述的本发明的实施例进行改进和变化。意图是这些修改和变化由所附的权利要求包含。

Claims (18)

1.一种配置用于将电线连接至电元件的电连接器，所述电连接器包括：
凹元件，其包括一个限定一个插座的绝缘体，和容纳在所述绝缘体内的至少两个电接触，所述至少两个电接触具有在所述绝缘体的底面上的相距对应于一个电元件的末端上的一个连接器垫封装的距离的第一部分，和延伸入所述插座的第二部分；以及
凸元件，其包括一个具有至少两个另外的电接触的绝缘基体和从所述基体横向延伸的绝缘插头部件，所述至少两个另外的电接触具有配置用于接收绝缘电线的导电线芯的第一部分和至少部分地延伸至所述插头部件上的第二部分；所述凸元件还包括一个锁紧装置，所述锁紧装置配置为延伸越过所述凹元件并接合所述凹元件使得所述凸元件和凹元件处于连接状态以防止所述凸元件和所述凹元件无意的分开；以及
其中在所述凸元件和所述凹元件的配合接触中，所述插头部件被插入所述插座以使得所述插头部件上的所述电接触抵接所述插座中的所述电接触用于将所述电线电连接至所述电元件。
2.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述插座中的所述电接触的所述第二部分被弹性地偏置到与所述凸元件的插头部件的所述电接触的所述第二部分接合。
3.根据权利要求2所述的电连接器，其中所述凹元件中的所述电接触大体上是U形的，所述凹元件的所述电接触的偏置的所述第二部分由延伸入所述插座的U形接触的一个上部的腿部限定，以及所述凹元件的所述电接触的所述第一部分由通过所述绝缘体中的一个开口延伸至所述绝缘体的所述底面的所述U形接触的一个腿部限定。
4.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述凸元件的所述电接触还包括一个在所述凸元件的所述电接触的所述第一部分上方的装配到所述基体上的顶盖部件。
5.根据权利要求4所述的电连接器，其中所述锁紧装置位于所述顶盖部件上。
6.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述凸元件包括一个绝缘的电线平台，所述凸元件的所述电接触的所述第一部分被设置在所述电线平台上，所述电线平台还包括一个用于电线保持装置的夹紧面。
7.根据权利要求6所述的电连接器，还包括一个在所述夹紧面接合所述电线平台的电线保持装置，所述电线保持装置配置为保持多根电线与抵接所述凸元件的连接器的电连接。
8.根据权利要求1所述的电连接器，其中所述凸元件还包括限定用于所述凸元件的所述电接触的所述第一部分的分开的接触位置的侧壁。
9.一种电元件组件，包括：
电元件，其包括限定其上的接触垫封装；
多根电线；
电连接器，其维持所述电线中的每根电线与各自的所述接触垫的电配合接触，其中所述电连接器包括：
凹元件，其包括一个限定一个插座的绝缘体，以及容纳在所述绝缘体内的至少两个电接触，所述至少两个电接触具有在所述绝缘体的底面上的相距对应于一个电元件的末端上的一个连接器垫封装的距离的第一部分，和延伸入所述插座的第二部分；以及
凸元件，其包括一个具有至少两个另外的电接触的绝缘基体和从所述基体横向延伸的绝缘插头部件，所述至少两个另外的电接触具有配置用于接收绝缘电线的导电线芯的第一部分和至少部分地延伸至所述插头部件上的第二部分；所述凸元件还包括锁紧装置，所述锁紧装置配置为延伸越过所述凹元件并接合所述凹元件使得所述凸元件和所述凹元件处于连接状态用于防止所述凸元件和所述凹元件无意的分开；以及
其中在所述凸元件和所述凹元件的配合接触中，所述插头部件被插入所述插座以使得所述插头部件上的所述电接触抵接所述插座中的所述电接触用于将所述电线电连接至所述电元件。
10.根据权利要求9所述的电元件组件，其中所述插座中的所述电接触的所述第二部分被弹性地偏置到与所述凸元件的插头部件的所述电接触的所述第二部分接合。
11.根据权利要求10所述的电元件组件，其中所述凹元件中的所述电接触大体上是U形的，所述凹元件的所述电接触的偏置的所述第二部分由延伸入所述插座的U形接触的一个上部的腿部限定，以及所述凹元件的所述电接触的所述第一部分由通过所述绝缘体中的一个开口延伸至所述绝缘体的所述底面的所述U形接触的一个腿部限定。
12.根据权利要求9所述的电元件组件，其中所述凸元件的所述电接触还包括一个在所述凸元件的所述电接触的所述第一部分上方的装配到所述基体上的顶盖部件。
13.根据权利要求12所述的电元件组件，其中所述锁紧装置位于所述顶盖部件上。
14.根据权利要求9所述的电元件组件，其中所述凸元件包括一个绝缘的电线平台，所述凸元件的所述电接触的所述第一部分被设置在所述电线平台上，所述电线平台还包括一个用于电线保持装置的夹紧面。
15.根据权利要求14所述的电元件组件，还包括一个在所述夹紧面接合所述电线平台的电线保持装置，所述电线保持装置配置为保持所述多根电线与抵接所述凸元件的连接器的电连接。
16.根据权利要求9所述的电元件组件，其中所述凸元件还包括限定用于所述凸元件的所述电接触的所述第一部分的分开的接触位置的侧壁。
17.根据权利要求9所述的电元件组件，其中所述电元件包括印刷电路板。
18.根据权利要求9所述的电元件组件，其中所述电元件包括发光二极管板。
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