CN102544795A

CN102544795A - 压配合电缆连接器

Info

Publication number: CN102544795A
Application number: CN2011103486291A
Authority: CN
Inventors: R·P·尼科尔斯
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Priority date: 2010-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: TWI539682B; CN102544795B; TW201214874A; US8202121B2; US20120077381A1

Abstract

本发明涉及用于将电缆(152)接合至基板(102)的连接器(160)，其包括各自具有配合端(184)和电线端(182)的信号插针(180)。所述电线端构造成电耦接至电缆中的电线(190)，所述配合端构造成插入基板的信号过孔(122)中。插针保持器(192)具有在其中延伸贯通的开孔(198)，信号插针插入并穿过插针保持器的开孔，以使信号插针的配合端(184)从信号保持器延伸出。接地框架(164)具有电线端(166)、配合端(168)以及在电线端和配合端之间延伸的开口(163)。插针保持器定位在接地框架的开口中，以使信号插针的配合端从接地框架的配合端延伸出。接地框架的电线端构造成接触电缆的屏蔽线(165)。

Description

压配合电缆连接器

技术领域

本发明涉及一种将电缆接合到电路板或其他基板上的连接器。

背景技术

电子装置通常所包括的电路板组件包括具有多个头元件(header)的电路板。头元件包括构造成接收模块、卡或其他类似物的配合端。该模块以及卡与头元件相接合，以为电子装置提供各种功能。例如，模块和卡可以为电子装置提供电力和/或处理数据。很多模块和卡需要从外围设备和/或电路板组件获取数据和/或电力信号。因此，外围设备耦接至电路板，以与卡和模块进行通信。通常，外围设备的电缆与电路板电耦接，以允许电力和/或数据信号在电路板组件和外围设备间传输。

然而，常规电路板组件并非没有缺点。通常，外围设备的电缆接合至电路板。电缆与头元件通过设置于电路板上的信号迹线进行通信。电缆接合至电路板要求电缆连接器表面安装在电路板上，或者要求电缆连接器具有延伸至电路板的镀覆过孔中的插针。可选地，电缆中的电线可以与电路板焊接和/或以其他方式直接与电路板接合。采用连接器和/或将电缆焊接到电路板上会占用大量的电路板表面。在电路板中采用信号迹线同样会消耗大量的电路板表面。因此，可以接合到电路板上的元件数量是有限的。而且，被焊接的电线和连接器一般是永久性的。因此，电路板将不能重新构造。

需要提供一种装置，其允许电缆直接且可移除地接合到电路板，同时仅仅占用少量的电路板表面。

发明内容

根据本发明，一种用于将电缆接合至基板的连接器，其包括各自具有配合端和电线端的信号插针。所述电线端构造成电耦接至电缆中的电线，所述配合端构造成插入基板的信号过孔中。插针保持器具有在其中延伸贯通的开孔，信号插针插入并穿过插针保持器的开孔，以使信号插针的配合端从信号保持器延伸出。接地框架具有电线端、配合端以及在电线端和配合端之间延伸的开口。插针保持器定位在接地框架的开口中，以使信号插针的配合端从接地框架的配合端延伸出。接地框架的电线端构造成接触电缆的屏蔽线。

附图说明

图1为根据实施例形成且耦接至根据实施例形成的基板的连接器的侧向剖面图。

图2为根据实施例形成的电缆组件的侧视图。

图3为图2所示电缆组件沿图2中的线3-3截取的侧向剖面图。

图4为图2所示电缆组件的正视图。

图5为图2所示电缆组件位于装载位置的侧向剖视图。

图6为图2所示电缆组件位于装配完成位置的侧向剖视图。

图7示出根据实施例形成的电缆组件正被插入根据实施例形成的基板。

具体实施方式

图1示出连接器100耦接至基板102。该基板102可以是电路板，如印刷电路板。该基板102可以是母卡、子卡、背板或其他类似物。该基板102可构造成接收模块(未示出)，例如电力模块、数据模块、网络模块或其他类似模块。基板102包括安装面104和与安装面104相反的底面106。安装面104构造成在其上接收模块。模块可以压配合和/或表面安装在安装面104上。在所示实施例中，基板102具有延伸贯通的过孔108。过孔108从安装面104延伸至底面106。过孔108包括安装端105和底部端107。过孔108可以是经过金属镀覆的，用以传送电流，例如数据和/或电力信号。过孔108可以与基板102上的信号迹线电耦接。过孔108包括接地过孔120和信号过孔122。

连接器100构造成耦接至模块。在一个实施例中，连接器100构造成头元件。连接器100包括安装端110和配合端112。配合端112构造成耦接至模块。安装端110构造成与基板102相接合。多个触头114延伸至连接器100的安装端110和配合端112之间。触头114包括接地触头124和信号触头126。每个触头114包括配合端116和安装端118。每个触头114的配合端116从连接器100的配合端112延伸出来。配合端116构造成啮合模块的相应触头。每个触头114的安装端118从连接器100的安装端110延伸出来。每个触头114的安装端118接收在基板102的过孔108中，用于将连接器100电耦接至基板102。接地触头124的安装端118接收在接地过孔120之中。并且该信号触头126的安装端118接收在信号过孔122之中。在示例性实施例中，该触头114部分接收在过孔108中。该触头114可以仅接收在过孔108的安装端105中，以使过孔108的底部端107保持打开并且能够接收触头、插针或其他类似物。需要说明的是，该接地过孔120和信号过孔122可以布置成对应于接地触头124和信号触头126的布置的任何构造。

图2示出根据实施例形成并耦接至基板102(见图1)的电缆组件150。该电缆组件150包括具有设备端154和配合端156的电缆152。该设备端154构造成耦接至外围设备，例如，电子装置、基板或其他类似物。电缆152具有从设备端154延伸至配合端156的轴线158。

连接器160与电缆152的配合端156接合。连接器160具有延伸贯通的纵向轴线162。连接器160与电缆152轴向接合。连接器160的纵向轴线162与电缆152的轴线158对齐。连接器160包括接合至电缆152的配合端156的接地框架164。接地框架164包括电线端166和配合端168。接地框架164的电线端166和电缆152的配合端156相接合。接地框架164从电缆152的配合端156轴向延伸。接地框架164的电线端166构造成接合至电缆152的屏蔽线或排扰线165(参见图3)。接地框架164的配合端168构造成耦接至基板102。

连接器160的纵向轴线162延伸通过接地框架164。接地框架164和连接器160共享纵向轴线162。接地框架164包括从纵向轴线162径向向外定位的外表面170。接地框架164的外表面170从纵向轴线162向外延伸，其延伸距离超过电缆152的外表面172从电缆152的轴线158向外延伸的距离。可选地，接地框架164的外表面170和电缆152的外表面172可以从各自的轴线162和158延伸任何合适的距离。

接地插针174与接地框架164相接合。接地插针174包括电线端176和配合端178。接地插针174的电线端176接合至接地框架164。接地插针174与接地框架164以及电缆152的屏蔽/排扰线165电性连通。接地插针174和接地框架164的外表面170相耦接。在一个实施例中，接地插针174和接地框架164一体成型。接地插针174从接地框架164的外表面170径向向外设置。接地插针174的配合端178从接地框架164的配合端168延伸出。在所示的实施例中，接地插针174大致平行于纵向轴线162延伸。可选地，接地插针174可以相对于纵向轴线162成一定角度地延伸。接地插针174构造成接收在延伸贯通基板102的接地过孔120(参见图1)的底部端107之中(参见图1)。

在所示实施例中，接地插针174从电线端176向接地插针174的配合端178向内渐缩。接地插针174渐缩以压配合于基板102的接地过孔120中。在另一个实施例中，接地插针174不是渐缩的，而是构造成发生变形以与接地过孔120产生过盈配合。可选地，接地插针174和/或接地过孔120变形，使得接地插针174配合到接地过孔120中。在一个实施例中，接地插针174可以包括构造成在接地插针174插入到接地过孔120时发生变形的肋状物、突出物等。或者，接地插针174可以是顺从(compliant)插针。

信号插针180从接地框架164延伸出。信号插针180包括电线端182(参见图3)和配合端184。电线端182置于接地框架164中。配合端184从接地框架164的配合端168延伸出。配合端184大致平行于接地框架164的纵向轴线162延伸。可选地，配合端184可以相对于接地框架164的纵向轴线162成一定角度地延伸。每个信号插针180的配合端184构造成接收在延伸贯通基板102的信号过孔122(参见图1)的底部端107(参见图1)之中。

在所示实施例中，信号插针180从电线端182向信号插针180的配合端184向内渐缩。信号插针180渐缩以压配合于基板102的信号过孔122中。在另一个实施例中，信号插针180不是渐缩的，而是构造成发生变形以与信号过孔122产生过盈配合。可选地，信号插针180和/或信号过孔122变形，使得信号插针180配合至信号过孔122。在一个实施例中，信号插针180可以包括构造成在信号插针180插入信号过孔122中时发生变形的肋状物、突出物等。或者，信号插针180可以是微动(micro-action)插针。

图3示出沿图2中线3-3截取的电缆组件150。电缆152的配合端156被去皮以将屏蔽/排扰线165和电线190暴露出来。接地框架164围绕电缆152的配合端156设置。在一个实施例中，接地框架164轴向滑动至电缆152之上的位置。可选地，接地框架164可以压接(crimp)在电缆152周围。接地框架164的电线端166与电缆152的屏蔽/排扰线165邻接。接地框架164的电线端166围绕屏蔽/排扰线165定位。在一个实施例中，接地框架164由一种能够将屏蔽/排扰线165和接地插针174电耦接的导体材料制成。或者，接地框架164可以由具有贯通延伸信号迹线的绝缘材料制成。信号迹线将屏蔽/排扰线165和接地插针174电耦接。

插针保持器192位于接地框架164中。插针保持器192位于在接地框架164的电线端166和配合端168之间延伸的开口163中。插针保持器192与接地框架164和连接器160共享纵向轴线162。在一个实施例中，接地框架164轴向滑动至插针保持器192之上。可选地，接地框架164可以压接在插针保持器192上。插针保持器192包括电线端194和配合端196。插针保持器192的电线端194与电缆152的配合端156邻接。插针保持器192的电线端194与电缆152的屏蔽/排扰线165邻接。插针保持器192的配合端196邻近于接地框架164的配合端168定位。

插针保持器192包括延伸贯通的开孔198。信号插针180位于开孔198中。插针保持器192将信号插针180固定。信号插针180的电线端182位于插针保持器192的电线端194和配合端196之间的中间位置。可选地，信号插针180的电线端182可以邻近于插针保持器192的电线端194定位。信号插针180的配合端184从信号保持器192的配合端196延伸出。信号插针180大致平行于纵向轴线162延伸。

信号插针180的电线端182与电缆152的电线190相接合。在一个实施例中，电缆152的电线端190与信号插针180焊接、熔接和/或其他方式附着。在另一个实施例中，信号插针180的电线端182包括构造成接收电缆152的电线190的槽和/或开孔。信号插针180和电缆152的电线190电耦接。在示例性实施例中，插针保持器192由将接地框架164与信号插针180绝缘的绝缘材料制成，例如，塑料和/或橡胶。

电缆组件150构造成与基板102(参见图1)的底面106(参见图1)耦接，使得信号插针180接收在信号过孔122(参见图1)中，并且接地插针174接收在接地过孔120(参见图1)中。过孔108(参见图1)将电缆152电耦接至连接器100(参见图1)。电缆组件150使得电缆152能够与连接器100可移除地耦接，而不占用基板102的空间，和/或要求基板102中具有若干信号迹线。将电缆152直接连接至基板102改善电缆152和基板102之间传输的信号完整性。在一个实施例中，电缆组件150可以具有任意数量的对应于连接器100的信号插针180和接地插针174。或者，连接器100可以构造成接收任意数量的电缆152。在一个实施例中，接地框架164构造成接收任意数量的电缆152。在这样的实施例中，接地框架164可以为耦接至其上的每一电缆152包括一个接地插针174。可选地，接地框架164可以包括对于所有接合到接地框架164的电缆152共用的信号接地插针174。在另一个实施例中，几个接地框架164可以接合到一起形成信号电缆组件150。

图4示出电缆组件150(参见图3)的正视图。插针保持器192位于接地框架164中。插针保持器192包括直径200。接地框架164包括内直径202和外直径204。在一个实施例中，接地框架164的内直径202略小于插针保持器192的外直径200。在这样的实施例中，接地框架164通过过盈配合保持在插针保持器192上。在所示实施例中，接地框架164包括切口206。该切口206为接地框架164提供了灵活性。接地框架164可以形成为其内直径202小于插针保持器192的外直径200。切口206允许接地框架164弯曲，使得接地框架164能够套在插针保持器192上。可选地，接地框架164不包括切口206，而且接地框架164内直径202的大小相当于插针保持器192的外直径200。在另一个实施例中，接地框架164形成为其内直径202比插针保持器192的外直径200大。在这样的实施例中，接地框架164压接以与插针保持器192接触。可选地，接地框架164和插针保持器192可以一体成型。

以插针保持器192的直径200形成平面210。接地框架164包括由其径向延伸的插针凸缘212。插针凸缘212与平面210对齐。接地插针174接合至插针凸缘212并且与平面210对齐。信号插针180位于插针保持器192中并且与平面210对齐。信号插针180和接地插针174沿平面210对齐。可选地，接地插针174和信号插针180可以相对于彼此偏离。在一个实施例中，电缆组件150可以包括沿各个不同平面210延伸的若干信号插针180和/或接地插针174。

信号插针180包括顶部信号插针214和底部信号插针216。顶部信号插针214定位成与接地插针174相隔一间距218。顶部信号插针214定位成与底部信号插针216相隔一间距220。间距218可以与间距220大致相等。或者，间距218也可以不同于间距220。间距218和220的选择基于基板102(参见图1)的过孔108(参见图1)的间距。间距218和220的选择应与过孔108的间距相适应。

在所示实施例中，接地框架164包括凸缘222。凸缘222从接地框架164径向向外延伸。所示实施例包括两个凸缘222。这些凸缘222围绕接地框架164的圆周分开180度定位。可选地，接地框架164可以包括任意数量的凸缘222。凸缘222可以围绕接地框架164圆周以任意间隔布置。在一个实施例中，接地框架164可以包括整个地围绕其圆周延伸的凸缘。凸缘222提供了压表面用于将电缆组件150压配合至基板102上。凸缘222可以使电缆组件150能够插入基板102而无需移动电线190、接地框架164和/或插针保持器192。

图5示出电缆组件150位于装载位置230。图5示出不含接地框架164的电缆组件150。信号插针180插入插针保持器192。信号插针180被固持在插针保持器192的开孔198中。在一个实施例中，信号插针180通过过盈配合保持在开孔198中。在一个实施例中，信号插针180可以变形以产生与开孔198的过盈配合。在另一个实施例中，开孔198可以变形以接收信号插针180。或者，信号插针180和开孔198可以都变形以产生过盈配合。在示例性实施例中，信号插针180保持在开孔198中，但可以在力的作用下移动通过开孔198，以使插针保持器192在力的作用下沿信号插针180滑动。

在处于装载位置230时，信号插针180的电线端182从插针保持器192的电线端194延伸出。在所示实施例中，信号插针180的配合端184从插针保持器192的配合端196延伸出。在另一个实施例中，在处于装载位置230时，信号插针180的配合端184可以位于插针保持器192中。信号插针180的电线端182暴露出来以允许电线190与其耦接。在一个实施例中，电线190通过焊接、熔接和/或其他方式附着于信号插针180上。或者，电线190可以插入形成在信号插针180上的槽和/或开孔中。在一个实施例中，电线190可以插入信号插针180的开孔和/或槽中，然后焊接或其他方式附着其上。电线190接合至信号插针180，以电耦接电缆152和信号插针180。电信号，例如，数据和/或电力信号在电线190和信号插针180之间传送。

在示例性实施例中，信号插针180先装载入插针保持器192中。电线190然后与信号插针180耦接。或者，电线190可以先与信号插针180耦接。信号插针180然后可以插入插针保持器192中。

图6示出电缆组件150位于装配完成位置232。图6示出不含接地框架164的电缆组件150。在处于装配完成位置时，插针保持器192滑动以接触电缆152的配合端156。插针保持器192沿信号插针180滑动，以使信号插针180的电线端182位于插针保持器192中。信号插针180的电线端182滑入一个位置，该位置与插针保持器192的电线端194相隔一距离234。电线190接收在插针保持器192中。电线190在电缆152的配合端156和信号插针180的电线端182之间延伸通过插针保持器192。在另一个实施例中，信号插针180的电线端182邻近插针保持器192的电线端194。在一个实施例中，信号插针180的电线端182可以与插针保持器192的电线端194齐平。

插针保持器192的电线端194邻接电缆152的配合端156。插针保持器192的电线端194邻接电缆152的屏蔽/排扰线165。插针保持器192由绝缘材料制成。插针保持器192将电缆152的屏蔽/排扰线165与电缆152的电线190和信号插针180绝缘。

在处于装配完成位置232时，电缆组件150构造成接收在接地框架164(参加图3)之中。在一个实施例中，电缆组件150单独接合至接地框架164。在另一个实施例中，若干电缆组件150接收在单个接地框架164中。接地框架164接触电缆152的屏蔽/排扰线165，以电连接接地插针174和电缆152。

图7示出电缆组件150正在插入基板102中。基板102包括两组300的过孔108。每一个组部件300包括一个接地过孔120和一对信号过孔122。每组300过孔108构造成接收电缆组件150。所示基板102构造成接收两个电缆组件150。或者，基板102可以构造成接收任意数量电缆组件150。

连接器100包括两组302触头114。每组触头114包括一个接地触头124和一对信号触头126。接地触头124接收在接地过孔120中，并且信号触头126接收在信号过孔122中。

电缆组件150的接地插针174构造成接收在接地过孔120中。接地插针174电耦接至连接器100的接地触头124。电缆组件150的信号插针180构造成接收在信号过孔122中。电缆组件150的信号插针180电耦接至连接器100的信号触头126。

基板102构造成接收至少一个电缆组件150，以使外围设备的电缆152与连接器100电耦接。电信号，例如，数据和/或电力信号在外围设备和连接器100之间经由电缆组件150和基板102传输。电缆组件150使得电缆152直接耦接至连接器100。电缆组件150改善了外围设备与连接器100之间的信号完整性。电缆组件150减少了基板102上的占用面积，并且消除了对基板102上的许多信号迹线的需要。

Claims

1.一种用于将电缆(152)接合至基板(102)的连接器(160)，其特征在于包括：

信号插针(180)，每个信号插针具有配合端(184)和电线端(182)，所述电线端构造成电耦接至电缆中的电线(190)，所述配合端构造成插入基板的信号过孔(122)中；

插针保持器(192)，具有在其中延伸贯通的开孔(198)，所述信号插针插入并穿过所述插针保持器的所述开孔，以使所述信号插针的配合端(184)从所述信号保持器延伸出；和

接地框架(164)，具有电线端(166)、配合端(168)以及在所述电线端和配合端之间延伸的开口(163)，所述插针保持器定位在所述接地框架的开口中，以使所述信号插针的配合端从所述接地框架的配合端延伸出，所述接地框架的电线端构造成接触电缆的屏蔽线(165)。

2.根据权利要求1的连接器，其中，所述接地框架包括接地插针(174)，所述接地插针从所述接地框架的配合端延伸出，并构造成插入基板的接地过孔(120)中。

3.根据权利要求1的连接器，其中，所述插针保持器能够相对于所述信号插针在装载位置(230)和装配完成位置(232)之间移动，其中处于所述装载位置(230)时，电缆的电线接合至所述信号插针相连，处于所述装配完成位置(232)时，所述插针保持器构造成插入所述接地框架。

4.根据权利要求1的连接器，其中，所述信号插针的配合端渐缩并构造成压配合到所述基板的信号过孔中。

5.根据权利要求1的连接器，其中，所述接地框架包括凸缘(222)，以提供按压表面，用于将所述连接器接合至所述基板。

6.根据权利要求1的连接器，其中，所述信号插针之间的间距(220)被选择为与基板上的信号过孔的间距相适应。

7.根据权利要求1的连接器，其中，进一步包括接地插针(174)，所述接地插针耦接至所述接地框架，并从所述接地框架径向向外定位，所述接地插针构造成插入基板的接地过孔(120)中。

8.根据权利要求1的连接器，其中，所述信号插针平行于所述插针保持器的纵向轴线(162)延伸。

9.根据权利要求1的连接器，其中，所述信号插针沿所述插针保持器的直径(200)对齐。