CN102077425B - 具有弹簧装载的电连接器的电连接器组件 - Google Patents

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Abstract

一种电连接器组件，包括壳体，该壳体具有配合端以及沿腔轴从该配合端延伸的连接器腔。该壳体具有板壁，该板壁包括第一和第二侧部，开口在第一和第二侧部之间延伸，且通向连接器腔。电连接器(30)接收在连接器腔中，并且包括沿纵轴(42)延伸的外壳(40)。该外壳(40)具有从外壳径向向外延伸的凸缘(60)，并且该凸缘接合板壁的第一侧部。该外壳(40)具有至少部分地绕该外壳(40)圆周延伸的凹槽(82)。垫圈(56)保持在该外壳(40)的凹槽(82)中，且具有垫圈接合表面(108)。弹簧(54)共心地围绕一部分外壳(40)。该弹簧(54)具有前端(122)和后端(124)，并且前端(122)接合垫圈接合表面(108)。后端(124)面对凸缘接合表面(64)且接合板壁的第二侧部，使得板壁接收在凸缘(60)和弹簧(54)之间。

Description

具有弹簧装载的电连接器的电连接器组件
技术领域
在此的主题一般地涉及电连接器组件，更具体地说，涉及弹簧安装的电连接器。
背景技术
由于良好的电特性，同轴电缆和连接器广受欢迎，用于互连电装置和外围系统。典型地，一个连接器在电装置的输入/输出端口处安装到该装置的电路板，并且延伸穿过该装置的外部壳体，用于与同轴电缆连接器连接。该连接器包括同轴地设置在外导体内的内导体，并且绝缘材料将该内导体和外导体分隔开。
采用同轴电缆连接器的典型应用是具有RF连接器的无线电频率(RF)应用，该RF连接器设计成在UHF和/或VHF范围的无线电频率处工作。RF连接器典型地用于同轴电缆，并且设计成维持同轴设计提供的屏蔽。通过采用具有较短触头长度的触头，RF连接器典型地设计成使连接处的传输线路阻抗的改变最小化。该连接器具有较短的配合距离，并且特别地，当在单个插入物中使用多个连接器时典型地包括预压弹簧，以确保向前推动连接器并且使触头配合。
已知的具有弹簧的RF连接器不是没有缺点。例如，已知的连接器允许沿连接器的轴向方向压缩，因此朝向配合触头推动触头。然而，在配合期间，连接器的触头轴可能没有合适地彼此对准。因此弹簧沿不期望的方向推动触头，并且会导致触头损坏。另外，当同时配合连接器阵列时，很有可能的是至少一些连接器没有合适地与配合连接器对准。此外，已知的连接器可能难于组装和/或组装昂贵。例如，弹簧围绕连接器确定的定位可能很困难的。
发明内容
要解决的问题是需要一种连接器组件，该连接器组件能够以成本有效且可靠的方式制造。还需要一种能够以安全且可靠的方式配合的连接器组件。
解决方案由一种电连接器组件提供，该电连接器组件包括壳体，该壳体具有配合端以及沿腔轴从该配合端延伸的连接器腔。该壳体具有板壁，该板壁包括第一和第二侧部，开口在第一和第二侧部之间延伸，且朝向连接器腔敞开。电连接器接收在连接器腔中，并且包括沿纵向轴延伸的外壳。该外壳具有从其径向向外延伸的凸缘，并且该凸缘接合板壁的第一侧部。该外壳具有至少部分地绕该外壳圆周延伸的凹槽。垫圈保持在该外壳的凹槽中，且具有垫圈接合表面。弹簧共心地围绕一部分外壳。该弹簧具有前端和后端，并且前端接合垫圈接合表面。后端面对凸缘接合表面且接合板壁的第二侧部，使得板壁接收在凸缘和弹簧之间。
附图说明
现在将参考附图通过例子来描述本发明，其中：
图1示出了包括第一和第二连接器组件的电连接器系统；
图2是用于图1所示的系统的电连接器的分解透视图；
图3是图2所示的电连接器的组装透视图；
图4是图3所示的电连接器的截面图；
图5是图1所示的系统的局部截面图，示出了处于未配合位置的第一和第二连接器组件；
图6是图1所示的系统的局部截面图，示出了处于配合位置的第一和第二连接器组件；
图7是图1所示的系统的局部截面图，示出了配合期间的第一和第二连接器组件。
具体实施方式
图1示出了电连接器系统10，该电连接器系统包括根据示例性实施例形成的电连接器组件12和配合连接器组件14。在示例性实施例中，配合连接器组件14形成头部组件，并且板安装到电路板16。该配合连接器组件14包括壳体18以及保持在该壳体18内的多个配合连接器20。该壳体18包括配合腔22，该配合腔形成用于接收电连接器组件14的容器。取决于特定应用可采用任意数量的配合连接器20。在示出的实施例中，八个配合连接器20设置成两排。
在示例性实施例中，电连接器组件12形成插头，该插头可接收在配合腔22中。该电连接器组件12包括壳体24以及保持在该壳体24中的多个电连接器30。电连接器30电缆安装到各自的同轴电缆32。电连接器组件12和配合连接器组件14彼此配合，使得配合连接器20与电连接器30配合。在替换实施例中，电连接器组件12和配合连接器组件14两者都板安装，或替换地，电连接器组件12和配合连接器组件14两者都电缆安装。
图2是其中一个电连接器30的分解透视图。该电连接器30包括沿中心纵轴42在配合端44和电缆端46之间延伸的外壳40。该外壳40形成外壳腔48。该电连接器30包括保持在外壳腔48内的触头50。在示例性实施例中，绝缘主体52(图4所示)定位在外壳40和触头50之间。在示例性实施例中，外壳40由导电材料制成，例如金属材料，并且主体52电分离触头50和外壳40。该电连接器30包括同心地围绕一部分外壳40的弹簧54。该电连接器30包括保持垫圈56，该保持垫圈用于相对于该外壳40将弹簧54保持到位。
外壳40是圆柱形状。凸缘60从外壳40径向向外延伸。凸缘60定位成紧接电缆端46。在示出的实施例中，凸缘60定位成离配合端44一距离62。该凸缘60包括前向表面64和后向表面66。该表面64、66一般地相对于纵轴42垂直。
该外壳40在配合端44处成锥形或成梯状，使得配合端44处的外壳直径67比外壳40的其它部分要小。例如，外壳40包括第一肩部68、第一肩部68前面的第二肩部70以及第二肩部70前面的第三肩部72。每个肩部68、70和72的前面的外壳直径67更小。在替换实施例中，可设置任意数量的肩部。外壳40包括第三肩部72前面的顶端部分74。当电连接器30与配合连接器20(图1所示)相配合时，顶端部分74接收在配合连接器20中。在示例性实施例中，顶端部分74包括通过间隙78而分隔开的多个分割段76。分割段76相对于彼此可移动，使得分割段可朝向彼此偏斜，以减小用于与配合连接器20配合的顶端部分74的直径。分割段76的偏斜可导致配合时与配合连接器20摩擦配合。
在示例性实施例中，狭槽80形成在配合端44处的外壳40中。可选择地，可以设置多个狭槽80。例如，可以设置两个狭槽80，并且布置在外壳40的直径上彼此相对的侧上。在替换的实施例中，可以设置任意数量的狭槽80。在示出的实施例中，狭槽80从第三肩部72延伸到第一肩部68，然而在替换的实施例中，狭槽80可延伸得远于或短于第一肩部68。
在示例性实施例中，凹槽82形成在配合端44处的外壳40中。该凹槽82在距离配合端44一深度84处至少部分地圆周围绕外壳40延伸。该凹槽82定位成离凸缘60一轴向距离86。沿外壳40的具有凹槽82的一部分，该凹槽82具有比外壳直径67更小的直径，使得该凹槽82包括前壁88和后壁90。在示出的实施例中，凹槽82全部地圆周围绕外壳40延伸。该凹槽82定位在第一肩部68和第二肩部72之间。可选择地，凹槽82可定位在第一肩部68和第二肩部72中的一个肩部处或两个肩部处。在示例性实施例中，狭槽80与凹槽82相交。狭槽80通向凹槽82。在示例性实施例中，凹槽82包括至少一个在前壁88中形成的阻止特征92以及至少一个在后壁90中形成的阻止特征94。阻止特征92、94彼此对准，离狭槽80一弧长96。该阻止特征92、94可以是圆弧的或弯曲的，或替换地可以是矩形形状。
垫圈56包括环状主体100，该主体具有径向内表面102和径向外表面104。该垫圈56包括前向表面106和后接合表面108。在示例性实施例中，垫圈56包括在前向表面106中的至少一个开口110。可选择地，该开口110可完全延伸穿过垫圈56。该垫圈56包括至少一个从内表面102径向向内延伸的肋条112。在示出的实施例中，设置了两个肋条112，并且布置成直径上彼此相对。肋条112的端部彼此分开一距离114，该距离通常小于垫圈56的内径。如下文将进一步详细描述，肋条112可被做成一定尺寸和形状，以适合安装在外壳40的狭槽80和凹槽82中。
弹簧54具有在前端122和后端124之间延伸的螺旋状缠绕主体120。后端124面向凸缘60的后向表面64。弹簧54装载在配合端44上方，并且同心地围绕一部分外壳40。弹簧54具有比外壳直径67更大的弹簧直径126。该弹簧54可轴向压缩。
图3是电连接器30的组装透视图。在组装期间，保持垫圈56装载到外壳30的配合端44上，且相对于外壳40将弹簧54保持到位。在组装期间，垫圈56与配合端44对准，使得肋条112与外壳40中的狭槽80对准。垫圈56沿装载方向装载到配合端44，如箭头A所示，该装载方向通常是沿纵轴42。该配合端44穿过垫圈56的中心孔。肋条112安装在狭槽80中。该垫圈56沿装载方向装载到外壳40上的装载位置，在该装载位置中垫圈56与凹槽82对准。在该装载位置中，垫圈56的后接合表面108可接合弹簧54的前端122。可选择地，在该装载位置中，垫圈56可至少部分地压缩弹簧54，使得弹簧偏压抵靠垫圈56。
在组装期间，当肋条112与凹槽82对准时，垫圈56沿锁定方向旋转，如图3中箭头B所示，该锁定方向横切该装载方向。肋条112穿过该凹槽82到达锁定位置。例如，垫圈56旋转直到肋条112与阻止特征92、94对准。在锁定位置中，肋条112由阻止特征中的至少一个接收，例如前阻止特征92。可选择地，弹簧54偏压抵靠垫圈56，使得当垫圈56旋转到锁定位置时，垫圈56被强制抵靠凹槽82的前壁88。当肋条112与阻止特征92对准时，弹簧54强制垫圈56的肋条112进入阻止特征92中。当垫圈56进入锁定位置时，阻止特征92的壁通常抵抗垫圈56的旋转运动。
在示例性实施例中，使用工具将垫圈56装载到外壳40，并且将垫圈56旋转到锁定位置。例如，使用具有至少一个销的工具，其中该销安装到垫圈56的开口110中。该工具将垫圈56装载到配合端44到达装载位置，然后工具的旋转致使垫圈56旋转到锁定位置。类似的操作可用来从外壳40上对垫圈56解锁和/或卸载。例如，在解锁期间，工具可用于使肋条112与阻止特征脱离，例如通过沿箭头A的方向推动垫圈56，直至肋条112与凹槽82对准。该工具可用于沿与箭头B相反的方向旋转垫圈56，直至垫圈56的肋条112与狭槽80对准。弹簧54和/或工具于是可用于沿与箭头A相反的方向从配合端44解除对垫圈56的锁定。
图4是电连接器30的截面图。图4示出了装载到外壳40上的弹簧54以及位于凹槽82中的锁定位置的垫圈56。在示出的实施例中，外壳40包括前外壳130和后外壳132。后外壳132的鼻部134接收在前外壳130的机罩136中。绝缘主体52保持在外壳腔48中。例如，主体52的前端138接合前外壳130的紧接配合端44的唇部140。主体52的后端142接合后外壳132的前表面144。该主体52通过后外壳132接收在前外壳130中。
触头50通过绝缘主体52而保持在外壳腔48中。该触头50包括配合端150和端接端152。该配合端150配置成与配合连接器20的配合触头154(图5所示)配合。该配合端150定位成紧接外壳40的配合端44。该端接端152配置成端接于电缆，例如端接于同轴电缆的中心导体(未示出)。后外壳132配置成机械地和/或电连接到电缆，例如连接到电缆编织物，电缆绝缘体和/或电缆护套。
图5是连接器系统10的局部截面图，示出了处于未配合位置的电连接器组件12和配合连接器组件14。该电连接器组件12包括壳体24和多个电连接器30(图5的截面图中未示出)。壳体24包括多个连接器腔200，多个连接器腔在壳体24的背面上在配合端202和板壁204之间延伸。在示出的实施例中，分离的部分结合在一起以形成壳体24。例如，壳体24可由主壳体206和模制壳体208形成，该模制壳体是结合在主壳体206中的模块的一部分。可选择地，多个模块可结合在主壳体206中。这些模块可以相同或可以不同地形成和/或保持不同类型的连接器。在一些实施例中，壳体24可以是形成连接器腔200和板壁204的单一构件。
板壁204包括穿过该板壁的多个开口210，这些开口提供进入连接器腔200的入口。电连接器300穿过开口210延伸到连接器腔200。在示例性实施例中，一部分外壳40定位在壳体24的外部(例如，板壁204的后面或后方)，并且一部分外壳40定位在连接器腔200内。板壁204包括第一侧212和第二侧214，第一侧212面对壳体24的外部，并且第二侧214面对连接器腔200。在示例性实施例中，电连接器30接收在连接器腔200中，使得凸缘60的后向表面64面对和/或接合板壁204的第一侧212。凸缘60形成抵靠板壁204的挡止件，该挡止件限制电连接器30相对于壳体24的向前运动。弹簧54接合板壁204的第二侧214。在示例性实施例中，弹簧54偏压抵靠板壁204，以相对于板壁204将电连接器30定位。同样地，板壁204定位在弹簧54和凸缘60之间。
配合连接器组件14包括壳体18和多个配合连接器20。壳体18和配合连接器20安装到电路板16。壳体18包括配合腔22，并且配合连接器20至少部分地延伸到配合腔22。壳体18包括在壳体18的板安装端222处的基底壁220。可选择地，对准柱224结合到壳体18，并且接收到电连接器组件12的壳体24中的对准开口226中。该对准柱224在配合期间对准连接器组件12、14。
每个配合连接器20包括外壳230、接收在该外壳230中的绝缘主体232以及由该主体232保持的配合触头154。主体232将配合触头154与外壳230电绝缘。该外壳230包括具有开口238的配合端236，该开口在配合期间接收电连接器30。该触头154包括配合端240以及安装到电路板16的安装端242。在示例性实施例中，触头154是使用针眼销安装到电路板16的通孔。开口238包括底部244并且由阶梯壁246形成。配合连接器20沿纵轴248延伸。在配合期间，每个电连接器30的纵轴42通常与相应的配合连接器20的纵轴248对准。
图6是连接器系统10的局部截面图，示出了处于配合位置的电连接器组件12和配合连接器组件14。在配合期间，电连接器组件12沿装载方向装载到配合腔22中，如图6中的箭头C所示。可选择地，电连接器组件12装载到配合腔22中，直至壳体24的配合端202接合基底壁220。
由于电连接器组件12与配合连接器组件14相配合，电连接器30与配合连接器20相配合。在配合位置中，电连接器30的顶端部分74接收在配合连接器20的开口238中。可选择地，顶端部分74的分割段76可向内弯曲以安装在开口238中。该顶端部分74可弹性地保持在该开口238中，在该配合位置中，触头50与配合触头154相接合，并且电连接到该配合触头154。在示例性实施例中，外壳40接合外壳230并且电连接到该外壳230。
在配合期间，弹簧54允许电连接器30在连接器腔200中活动，其中电连接器30相对于壳体24重新定位。该活动或重新定位允许电连接器30与配合连接器20合适地配合。例如，弹簧54可被压缩，使得当电连接器30与配合连接器20相配合时，配合端44相对于板壁204的相对位置改变。
在示例性实施例中，弹簧54可压缩或弯曲，以允许电连接器30沿纵轴42在纵向方向上轴向重新定位，如图6中的箭头D所示。当电连接器30与配合连接器20相配合时，配合端44和板壁204之间的距离250可以缩短。例如，当顶端部分74与配合连接器20接合时，弹簧54可被压缩，并且电连接器30可凹入到连接器腔200中。当电连接器30凹入到连接器腔200中时，凸缘60远离板壁204移动。与弹簧54没有被压缩或弹簧54被较少地压缩相比，当弹簧54被压缩时，弹簧54对垫圈56施加相当大的偏压力。该偏压力沿偏压方向施加，该偏压方向可以是一般地沿纵轴42并朝向配合连接器20。通过一般地强制电连接器30朝向配合连接器20，弹簧54可保持触头50和配合触头154之间可靠的连接。
除了电连接器30的轴向重新定位之外，或替换地，电连接器30可沿与纵轴42横切的方向重新定位。例如，电连接器30可沿径向方向移动，该径向方向一般关于纵轴42垂直。可选择地，板壁204中的开口210可具有比外壳直径67更大的直径252，使得外壳40可在开口中沿非轴向方向(例如，沿一般地朝向一部分开口210的方向)移动。在示例性实施例中，除了电连接器30的径向重新定位之外，或替换地，电连接器30通过枢转电连接器30可重新定位，使得纵轴42与连接器腔200的中心轴不平行。该径向重新定位和/或枢转可允许电连接器30在组装期间与配合连接器20对准。
图7是连接器系统10的局部截面图，示出了配合期间的电连接器组件12和配合连接器组件14。在配合期间，电连接器组件12沿装载方向装载到配合腔22，如图7中的箭头F所示。在配合期间，弹簧54允许电连接器30在连接器腔200中活动，其中电连接器30相对于壳体24重新定位。该活动或重新定位允许电连接器30与配合连接器20合适地配合。
在示例性实施例中，电连接器30可在连接器腔200中沿至少两个非平行方向活动。例如，电连接器30可沿轴向活动，如图7中的箭头Z所示。该电连接器30可沿第一横向方向和/或第二横向方向活动，例如箭头X和/或Y所示的方向。电连接器30可沿箭头X-Y-Z所示的任何组合方向活动。电连接器30可枢转，使得配合端44沿横向方向X和/或Y中的至少一个方向移动。电连接器30的活动可相对于配合连接器20合适地对准电连接器30。可选择地，该活动可由配合期间电连接器30与配合连接器20的配合产生。
由此提供了能够以成本有效且可靠的方式制造的电连接器组件12的示例性实施例。电连接器组件12能够以可靠的方式与配合连接器组件14配合。该电连接器30可移动地接收在连接器腔200中，以合适地与配合连接器20配合。在示例性实施例中，电连接器30包括弹簧54，该弹簧54允许电连接器30在连接器腔200内沿多个方向或沿不同移动范围而活动。通过在电连接器30的外部上提供弹簧54，以及使用垫圈56以保持弹簧56抵靠板壁204，电连接器30的组装得以简化。垫圈56包括肋条112，该肋条装载到狭槽80和凹槽82中，以相对于外壳40将垫圈56保持到位。

Claims (10)

1.一种电连接器组件(12)，包括：
壳体(24)，所述壳体具有配合端(44)以及沿腔轴从所述配合端(44)延伸的连接器腔(200)，所述壳体(24)具有板壁(204)，所述板壁包括第一侧部(212)和第二侧部(214)，开口(210)在所述第一侧部和第二侧部之间延伸，且通向所述连接器腔(200)；和
接收在所述连接器腔(200)中的电连接器(30)，所述电连接器(30)包括沿纵轴(42)延伸的外壳(40)，所述外壳(40)具有从所述外壳径向向外延伸的凸缘(60)，所述凸缘(60)接合所述板壁(204)的所述第一侧部(212)，所述外壳(40)具有至少部分地绕所述外壳(40)圆周延伸的凹槽(82)，所述电连接器(30)包括保持在所述外壳(40)的所述凹槽(82)中的垫圈(56)，所述垫圈(56)具有垫圈接合表面(108)，并且所述电连接器(30)包括共心地围绕所述外壳(40)的一部分的弹簧(54)，所述弹簧(54)具有前端(122)和后端(124)，所述前端(122)面向所述垫圈接合表面(108)，所述后端(124)面向凸缘接合表面(64)并且接合所述板壁(204)的所述第二侧部(214)，使得所述板壁(204)接收在所述凸缘(60)和所述弹簧(54)之间。
2.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述电连接器(30)延伸过所述板壁(204)中的所述开口(210)，使得一部分所述电连接器(30)位于所述连接器腔(200)内，并且一部分所述电连接器(30)位于所述连接器腔(200)的外部。
3.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述弹簧(54)至少部分地压缩在所述垫圈(56)和所述板壁(204)之间。
4.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述弹簧(54)在所述电连接器(30)与配合连接器(20)相配合期间压缩，使得当所述电连接器(30)与所述配合连接器(20)相配合时，所述外壳(40)的配合端(44)相对于所述板壁(204)的相对位置改变。
5.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述外壳(40)包括与所述板壁(204)间隔开一距离的配合端(44)，所述弹簧(54)在所述电连接器(30)与配合连接器(20)相配合期间压缩，使得当所述电连接器(30)与所述配合连接器(20)相配合时，所述距离缩短。
6.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述垫圈(56)包括从垫圈主体(100)径向向内延伸的肋条(112)，所述肋条(112)保持在所述凹槽(82)中，以保持所述垫圈(56)相对于所述外壳(40)的轴向位置。
7.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述电连接器(30)包括配合端(44)，所述配合端(44)能够在所述连接器腔(200)内沿至少两个不平行的方向移动。
8.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述电连接器(30)能够在沿所述纵轴(42)的第一方向上以及在与所述纵轴(42)横向的第二方向上移动。
9.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述电连接器(30)能够在与所述纵轴(42)垂直的横向方向上以及在相对于所述纵轴(42)不正交的倾斜方向上移动。
10.根据权利要求1所述的电连接器组件(12)，其中所述凹槽(82)由前壁(88)和后壁(90)形成，所述凹槽(82)包括至少一个在所述前壁(88)和所述后壁(90)中的至少一个中形成的阻止特征(92)。
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