CN102106042B - 具有插座构件的电连接器和组件 - Google Patents

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Abstract

提供一种电连接器(108)，其包括具有配置为接合配合连接器(116)的配合面的壳体。电连接器(108)还包括穿过壳体延伸的多个导体和从配合面突出的多个插座构件(130)。每个插座构件(130)电耦接到一个导体并包括一管部，该管部配置为插入到配合连接器(116)的腔中。该管部形成一通道，该通道配置为接收保持在腔内的相关联的配合触头，用于建立电连接。

Description

具有插座构件的电连接器和组件
技术领域
在此的主题总体上涉及电连接器和组件，更特别地，涉及配置来在极端或者恶劣环境下维持电连接的电连接器和组件。
背景技术
电连接器提供电力和/或信号可以通过其传输的电部件之间的通信接口。例如，电连接器可用在电信设备、服务器和数据存储器或者传输装置中。典型地，电连接器用于诸如办公室或者家庭环境中，在那里连接器不会受到恒定的冲击、振动和/或极端温度。但是，在一些应用中，例如宇宙空间或者军事设备，电连接器必须配置为经得起某些条件并且还能有效传送电力和/或数据信号。
例如，在一种传统的连接器组件中，电连接器包括配置为接合另一个连接器的配合面。电连接器包括多个导体，这些导体延伸过电连接器并进入配合面附近的腔中。每个导体耦接到或形成到弹簧梁中，该弹簧梁伸入到连接器的腔中。当管脚插入时，每个腔和弹簧梁配置为从另一个连接器电耦接到相应的管脚。但是，尽管传统的连接器可以用于更加友好的环境例如家庭或者办公室中，但是连接器在包括极端温度的环境下或者在包括恒定冲击或者振动的环境下保持电连接的能力有限。
待解决的问题是需要一种电连接器，其在连接器的正常使用过程中可以经得起比典型地在家庭或者办公室环境中经历的条件更为苛刻的条件。而且，还需要一种电连接器，其提供维持电连接的替代方式。
发明内容
解决方案通过一种用于互连第一和第二电气部件的电连接器提供。连接器组件包括配合连接器，该配合连接器具有带配合面的壳体和多个延伸到壳体中的腔。每个腔具有在其中电耦接到第一电气部件的配合触头。连接器组件还包括插座连接器，其配置来接合配合连接器。插座连接器包括具有配置为接合配合连接器的配合面的配合面的插座壳体和延伸过插座壳体并电耦接到第二电气部件的多个导体。插座连接器还包括多个插座构件，其电耦接到导体。每个插座构件包括从插座壳体的配合面突出并配置用于插入到腔之一中的管部。所述管部形成一通道，该通道配置为接收保持在腔内的相应的配合触头并建立电连接。任选地，配合触头配置为在插座构件的管部内建立多点的电接触。
附图说明
将参照附图通过例子描述本发明，其中：
图1是根据一个实施例形成的电连接器组件的透视图；
图2是可用于图1所示的连接器组件的电连接器的部分分解视图；
图3是可用于图2所示的连接器的触头模块的透视图；
图4是可以与图2所示的电连接器配合的配合连接器的部分分解视图；
图5是可用于图4所示的配合连接器的配合触头的单独的视图；
图6是当连接器处于完全配合的位置时图2和4所示的连接器的透视截面视图；
图7是图6所示的连接器的放大的截面视图。
具体实施方式
图1是根据一个实施例形成的电连接器组件100的透视图。如图所示的，连接器组件100包括具有电气部件104(在图1中示出为电路板106)的子组件102和安装到电路板106的电连接器108。连接器组件100还包括具有示出为电路板114的电气部件112的另一个子组件110和安装到电路板114的电连接器116。子组件102和110(和相应的连接器108和116)配置为彼此配合以使得电信号和/或电力可以在它们之间传输。在所示实施例中，连接器108和116配置为传输差分信号。如将在下面更加详细讨论的，连接器108包括多个插座构件130，其被做成一定尺寸和形状以插入到连接器116的相应的腔132(图4)中。腔132保持配合触头134(图4)，其在一个实施例中可以是扭销触头236(图5)。当连接器108和116完全配合时，插座构件130、腔132和扭销触头236有利于维持连接器108和116之间的机械和电连接。但是，尽管下面的描述是特别参照所示的连接器108和116的，但是电连接器和组件的替代实施例可以结合与在此描述的类似的特征和部件。这样，下面的描述仅仅是为了示例的目的而不是限制的目的而提供，并且仅仅是在此主题的一种潜在应用。
连接器108可由屏蔽部109保持和覆盖，连接器116可以由屏蔽部115保持和覆盖。再者，除了连接器108和116之外，子组件102和110可以具有其它部分以及分别安装到电路板106和114的连接器，例如另一对可配合的电连接器117和118，互补导引特征120和122，以及电力连接器124和126，其示出为DIN电力连接器，但是可以是任何其它类型的连接器。
连接器组件100(和相应的子组件102和110)配置用于许多场合，例如高速电信设备、各种类型的服务器和数据存储器以及传输装置。再者，连接器组件100可配置为传输高速差分信号。如在此所用的，术语“高速”包括大约每秒一(1)G或更大的传输速度。在一个实施例中，连接器108和116配置为每秒传输大约10G或者更大。而且，连接器组件100可以高速执行并维持信号完整性，同时经得起例如在宇宙空间或者军事操作过程中会经历的振动和冲击。同样地，连接器组件100可配置为满足已知的行业标准，包括军用规格，例如MIL-DTL-83513。但是，在这里描述的实施例并不局限于用于极端环境的场合，而是也可以用于其它的环境，例如办公室或者家中。
图2是连接器108的部分分解视图，图3是由连接器108使用的触头模块150A的单独的透视图。如图2所示，连接器108包括壳体组件147，该壳体组件147具有多个触头模块150和前端壳体160。触头模块150可以结合在一起或者安置为形成通过前端壳体160保持的触头模块组件151(图2)。壳体组件147和触头模块150的各个特征可设计成提供电连接器，例如连接器108，其可以通过降低串扰、降低噪音持续、降低阻抗足迹失配和/或降低对内歪斜而在相对高于没有在此描述的一些或全部特征的电连接器的频率、密度和/或输出量下是可操作的。
同样如图2所示，每个触头模块150可包括多个导体152(如图6所示)，其在触头模块150的安装边缘154和配合边缘156之间延伸。触头模块150还包括插座构件130，其在共同的方向上(也就是，相对于彼此平行)从配合边缘156突出。当完全地组装时，触头模块150可通过前端壳体160保持并且并排安置。每个触头模块150可包括在触头模块150的一侧上的屏蔽部158。或者，触头模块150可以在两侧上都具有屏蔽部。同样如所示的，前端壳体160可包括大致矩形和平面的配合面162以及接合触头模块150的后部侧面164。如所示的，前端壳体160可包括遮蔽部166，其覆盖触头模块150的一部分。遮蔽部166的外表面168可以具有用于与屏蔽部109配合的特征(例如，脊、凹槽或者键)。前端壳体160包括绝缘前端部分170，其在后部侧面164和配合面162之间延伸。多个开口或者通道163延伸过前端部分170并配置为当触头模块组件151(或者单个触头模块150)被插入前端壳体160中时接收插座构件130。虽然未示出，但是前端壳体160可形成接收和保持每个触头模块150的配合边缘156的开口槽。
多个插座构件130可以在共同的方向上并且以共同的距离D从配合面162突出。插座构件130可形成面向前的阵列177，其可以采取插座构件130的栅格状形式的排和列。如将在下面更加详细地讨论的，在一个实施例中，插座构件130的阵列177由腔132的互补阵列204(图4)接收。当连接器108和116完全配合时，插座构件130和腔132可以与连接器108和116的其它的特征协作以便于将连接器108和116机械耦接和电耦接在一起。
图3更加详细地示出触头模块150。触头模块150包括内部引线框架180(如图6所示)，其包括导体152(图6)并容纳在绝缘主体182内。引线框架180封闭在主体182内，但是可以在某些区域通过主体182部分地暴露。在一些实施例中，主体182利用过模制工艺进行制造。在模制工艺过程中，引线框架180被包在形成主体182的绝缘材料中。多个配合尾部186从配合边缘156延伸，多个安装尾部184从边缘154延伸。在所示实施例中，配合边缘156和安装边缘154大致垂直于彼此(也就是，连接器108是直角连接器)。同样如所示的，主体182包括大致平行于引线框架180并沿着引线框架180延伸的相对侧部分188和190。
在所示实施例中，触头模块150包括两种不同类型的触头模块150(在图2中由150A和150B表示)，其包括不同安置的导体152(图6)或者不同类型的引线框架180(图6)。当完全组装时，触头模块150A和150B相互并排布置以使得触头模块150A的侧面部分190与触头模块150B的侧面部分188相连或邻接。
再者，主体182可包括完全贯穿主体182在侧面部分188和190之间形成的多个开口192A和192B。开口192A和192B提供通过主体182的气隙并可以设置在相邻的差分对的信号导体之间。开口192A和192B可以具有选取来平衡相邻的模块150的结构完整性的形状和长度。开口192A和192B可提供在信号导体之间的气隙，其可以通过提供仅与塑料绝缘体相对的在它们之间的空气介质来减少触头模块150的串扰。选取开口192A和192B的宽度和长度可平衡这些因素。任选地，开口192A可充注有具有某些特征的绝缘材料，这些绝缘材料可提高触头模块150和/或模块组件151的稳定性和电气性能的至少之一。
在所示实施例中，开口192B为大致矩形的并安置在触头模块150的安装边缘154和配合边缘156附近。开口192B可配置为从屏蔽部158接收握持部193。握持部193可附着到接地导体并电接触接地导体。
在所示实施例中，配合尾部186和184是形成为具有针眼形状的挠性管脚。挠性管脚可以配置为与电路板中的孔或者插座构件130的孔250(如图7所示)形成干涉、气密配合。如图3所示，插座构件130可包括底座部分131和管部133。底座部分131包括孔250，配合尾部186通过孔250被接收，管部133包括通道135，配合触头134(图4)接收在该通道135中。底座部分131的直径大于管部133的直径。当连接器108(图1)完全地组装并且插座构件130插入通过前端壳体160时，可以防止每个插座构件130的底座部分131远离配合边缘156移动，因为前端壳体160的开口163配置为通过插座构件130防止移动。
图4是连接器116的部分分解视图，该连接器116包括绝缘壳体200，绝缘壳体200也具有配置为接合连接器108(图2)的配合面162(图2)的配合面202。连接器116还包括延伸过壳体200的多个腔132。在所示实施例中，腔132直线地延伸过壳体200并形成腔132的面向前的阵列204，该面向前的阵列204可相对于插座构件130的阵列177采用腔132的互补栅格状形式的排和列。壳体200还可具有围绕配合面202的外表面206。外表面206和壳体200可配置为由屏蔽部115(如图6所示)围绕或者保持。
连接器还包括被插入腔132中并由腔132保持的多个配合触头134。配合触头134配置为当插座构件130被插入腔132中时配合插座构件130(图1)。在一个实施例中，配合触头134配置为与插座构件130(图3)的管部133(图3)形成多点电接触。每个腔132可以具有圆形开口，该开口最初将插座构件130导向到相应腔132中。再者，连接器116可以是如图4所示的竖直类型的连接器，配合触头134的路径为大致直线的。但是，在替代实施例中，连接器116可以是另一类型的连接器。
图5是配合触头134的单独的视图并包括表示配合触头134的放大的暴露部分的窗口。在所示实施例中，配合触头134包括具有成形为挠性管脚的两末端232和234的导电梁230。梁230可以具有任何长度和形状以便通过连接器116传输信号或者电力(图4)。在末端232的挠性管脚耦接到例如电路板114，在末端234的挠性管脚耦接到扭销触头236。扭销触头236包括一筒238，该筒与在芯部242处结合的多个导电缆线240连接。在一个实施例中，缆线240由铜材料做成并螺旋缠绕并端接在半球焊接部。缆线240可以形成数个自拭的弹簧表面，该表面配置为一致的连续性和非常低的噪音水平。如所示的，筒238配置为与由梁230的末端234形成的挠性管脚形成气密干涉配合。筒238和/或芯部242还可在其外表面上具有导引特征。当配合触头134被插入腔132(图4)中时，导引特征可将配合触头134导向到预定位置。
图6是处于彼此完全配合位置的连接器108和116的透视截面视图，图7是在图6中的接合的连接器108和116的截面视图。如上所述，当连接器108和116接合时，连接器108和116形成机械耦接，其可以经得起极端温度、冲击和/或振动，同时维持有效电连接。如所示，在完全配合的位置，壳体组件147和壳体200彼此相邻或者直接邻接。插座构件130的管部133被插入连接器116的相应腔132中为距离D(图2)。而，连接器116的配合触头134被插入管部133中并由管部133覆盖以使得扭销触头236(图5)电连接到管部133的内表面252(图7)。同样地，扭销触头236的缆线240与插座构件130的管部133形成多点电接触。
图7还示出由连接器108和116形成的电互连部分P1和P2。当完全接合时，连接器108和116的配合面162和202可分别沿着接口IC彼此直接邻接。如所示，配合尾部186耦接到插座构件130并与插座构件130形成干涉配合，梁230(图5)的末端234耦接到扭销触头236并与扭销触头236形成干涉配合。插座构件130的管部133被插入连接器116的相应腔132中。在一些实施例中，管部133可在相应腔132中形成干涉或者压缩配合。在所示实施例中，当插座构件130被插入相应腔132中时，缆线240偏斜到插座构件130的内表面252并沿着插座构件130的内表面252滑动。缆线240与内表面252形成多点电接触。
互连部分P1和P2(及其他未示出的互连部分)彼此协作以使得连接器108和116机械地和电耦接在一起。例如，邻接的配合面162和202，与在腔132内的管部133一起，防止绕竖直轴390(如图6所示)的转动运动。再者，在相应的腔132内的多个管部133可防止连接器108和116沿着纵轴392(如图6所示)意外地分离。此外，当连接器108和116处于冲击和/或振动中时，由缆线240和管部133形成的多点接触有利于维持电连接。同样地，每个互连部分P1和P2形成电和机械的耦接。
如上所述，在这里描述的实施例可包括耐震(也就是，构建来承受冲击和振动同时还保持有效电连接)的电连接器。但是，在这里的实施例并不局限于这样的应用。再者，虽然所示实施例示出耦接到竖直连接器116的直角连接器108，但是连接器108和116可采取许多形式和形状并且连接器108和116可以在许多取向上彼此耦接。例如，连接器108和116可以结合到底板电连接器组件中，在此，连接器108和116以垂直、共面或者夹层(堆叠)方式彼此配合。
在一个替代实施例中，插座构件130(图1)没有单独耦接到导体152(图6)，而是形成为具有导体152或者是导体152的一个整体部分。

Claims (10)

1.一种用于互连第一和第二电气部件（112，104)的电连接器组件(100)，所述连接器组件(100)包括：
配合连接器(116)，该配合连接器包括具有配合面(202)的配合连接器壳体和延伸到所述配合连接器壳体(200)中的多个腔(132)，每个腔(132)具有在其中电耦接到所述第一电气部件(112)的配合触头(134)；和
插座连接器(108)，该插座连接器配置为接合所述配合连接器(116)，所述插座连接器(108)包括：
插座壳体(147)，该插座壳体具有配置为接合所述配合连接器(116)的所述配合面(202)的配合面(162)；
多个导体(152)，该多个导体延伸过所述插座壳体(147)并电耦接到所述第二电气部件(104)；和
多个插座构件(130)，该多个插座构件电耦接到所述导体(152)，每个插座构件(130)包括管部(133)，该管部(133)从所述插座壳体(147)的所述配合面(162)突出并配置用于插入到所述腔(132)之一中，
其特征在于，所述管部(133)形成一通道，该通道配置为接收保持在所述腔(132)内的相应的配合触头(134)并在该相应的配合触头和所述管部之间建立电连接。
2.如权利要求1所述的电连接器组件(100)，其中，所述配合触头(134)配置为在所述插座构件(130)的所述管部(133)内建立多点电接触。
3.如权利要求2所述的电连接器组件(100)，其中，所述配合触头(134)是扭销触头。
4.如权利要求1所述的电连接器组件(100)，其中，所述多个插座构件(130)配置成阵列(177)，该阵列包括在共同的方向上从所述插座壳体的所述配合面(162)突出的几排和几列的插座构件(130)。
5.如权利要求1所述的电连接器组件(100)，其中，所述插座壳体的所述配合面(162)大致为平面的，所述插座构件(130)在共同的方向上从所述插座壳体的所述配合面(162)突出。
6.如权利要求1所述的电连接器组件(100)，其中，所述导体(152)包括具有挠性管脚(184)的配合尾部(186)，所述插座构件(130)包括用于接收所述挠性管脚(184)的孔(250)，所述插座构件(130)和所述挠性管脚(184)互相形成干涉配合以使得所述插座构件(130)和所述挠性管脚(184)机械地和电气地彼此耦接。
7.如权利要求1所述的电连接器组件(100)，其中，所述插座壳体(147)包括在其上具有配合面(162)的头部(160)，所述头部(160)具有开口(163)，其中所述插座构件(130)延伸过所述头部(160)并远离所述头部(160)突出。
8.如权利要求1所述的电连接器组件(100)，其中，所述插座壳体(147)进一步包括在其上具有配合面(162)的头部(160)和多个触头模块(150)，每个触头模块(150)保持为与另一触头模块(150)相邻并耦接到所述头部(160)。
9.如权利要求1所述的电连接器组件(100)，其中，所述插座壳体(147)和所述导体(152)配置为传输高速差分信号。
10.如权利要求1所述的电连接器组件(100)，其中，所述插座壳体(147)配置为安装到电路板(106)上，所述导体(152)延伸过所述插座壳体(147)并耦接到所述电路板(106)。
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